18.11: Синапс

Нейроны общаются друг с другом, передавая свои электрические сигналы другим нейронам. Синапс – это место, где два нейрона встречаются для обмена сигналами. В синапсе нейрон, который посылает сигнал, называется пресинаптической клеткой, а нейрон, который получает сообщение, называется постсинаптической клеткой. Обратите внимание, что большинство нейронов могут быть как пресинаптическими, так и постсинаптическими, поскольку они и передают, и получают информацию.

Электрический синапс – это один из типов синапсов, в котором пре- и постсинаптические клетки физически связаны белками, называемыми щелевыми соединениями. Это позволяет напрямую передавать электрические сигналы в постсинаптическую клетку. Одной из особенностей этих синапсов является то, что они могут передавать электрические сигналы чрезвычайно быстро – иногда за доли миллисекунды – и не требуют ввода энергии. Это часто бывает полезно в цепях, которые являются частью поведения побега, например, у раков, которые сочетают ощущение хищника с активацией двигательной реакции.

Напротив, передача в химических синапсах – это ступенчатый процесс. Когда потенциал действия достигает конца аксонального терминала, потенциал-зависимые кальциевые каналы открываются и позволяют ионам кальция проникать в канал. Эти ионы запускают слияние везикул, содержащих нейротрансмиттеры, с клеточной мембраной, высвобождая нейромедиаторы в небольшое пространство между двумя нейронами, называемое синаптической щелью. Эти нейротрансмиттеры & mdash; включая глутамат, ГАМК, дофамин и серотонин & mdash; затем становятся доступными для связывания со специфическими рецепторами на мембране постсинаптической клетки. После связывания с рецепторами нейротрансмиттеры могут повторно использоваться, деградировать или диффундировать от синаптической щели.

Химические синапсы преобладают в мозгу человека и из-за задержки, связанной с высвобождением нейромедиаторов, имеют преимущества перед электрическими синапсами. Во-первых, может высвобождаться несколько или много пузырьков-везикул, что приводит к различным постсинаптическим ответам. Во-вторых, связывание с разными рецепторами может вызывать увеличение или уменьшение мембранного потенциала постсинаптической клетки. Кроме того, доступность нейротрансмиттеров в синаптической щели регулируется рециклингом и диффузией. Таким образом, химические синапсы передают нейронные сигналы, которые можно строго регулировать и точно настраивать.