18.11: La sinapsi
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I neuroni comunicano tra loro trasmettendo i loro segnali elettrici ad altri neuroni. Una sinapsi è la posizione in cui due neuroni si incontrano per scambiare segnali. Alla sinapsi, il neurone che invia il segnale è chiamato cellula pre-sinaptica, mentre il neurone che riceve il messaggio è chiamato cellula post-sinaptica. Si noti che la maggior parte dei neuroni possono essere sia presinaptici e post-sinaptici, in quanto entrambi trasmettono e ricevono informazioni.
Una sinapsi elettrica è un tipo di sinapsi in cui le cellule pre e post-sinaptiche sono fisicamente accoppiate da proteine chiamate “gap junctions” (giunzioni di gap o divario). Ciò consente di trasmettere direttamente i segnali elettrici alla cellula post-sinaptica. Una caratteristica di queste sinapsi è che possono trasmettere segnali elettrici molto rapidamente, a volte a una frazione di millisecondo, e non richiedono alcun input energetico. Questo è spesso utile nei circuiti che fanno parte di comportamenti di fuga, come quello trovato nel gambero che accoppia la sensazione di un predatore con l’attivazione della risposta motoria.
Al contrario, la trasmissione alle sinapsi chimiche è un processo graduale. Quando un potenziale d’azione raggiunge la fine del terminale assonale, si aprono canali di calcio legati al voltaggio e consente l’ingresso di ioni di calcio. Questi ioni innescano la fusione di vesciche contenenti neurotrasmettitori con la membrana cellulare, rilasciando neurotrasmettitori nel piccolo spazio tra i due neuroni, chiamato fessura sinaptica. Questi neurotrasmettitori, tra cui il glutammato, GABA, dopamina, e serotonina, sono quindi disponibili per legare a recettori specifici sulla membrana cellulare post-sinaptica. Dopo il legame ai recettori, i neurotrasmettitori possono essere riciclati, degradati o diffusi lontano dalla fessura sinaptica.
Le sinapsi chimiche predominano il cervello umano e, a causa del ritardo associato al rilascio del neurotrasmettitore, hanno vantaggi rispetto alle sinapsi elettriche. In primo luogo, alcune o molte vesciche possono essere rilasciate, con conseguente una varietà di risposte post-sinaptiche. In secondo luogo, il legame a diversi recettori può causare un aumento o diminuzione del potenziale di membrana nella cellula post-sinaptica. Inoltre, la disponibilità di neurotrasmettitori nella fessura sinaptica è regolata dal riciclaggio e dalla diffusione. In questo modo, le sinapsi chimiche raggiungono la segnalazione neuronale che può essere altamente regolata e messa a punto.
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