Eine Synapse ist eine Struktur, die die Signalübertragung von einem Neuron zum anderen erleichtert. Im neurologischen System werden Synapsen entdeckt.
Sie können elektrische oder chemische Signale senden. Elektrische und chemische Synapsen sind die zwei Grundtypen von Synapsen, die basierend auf der Art des Signals kategorisiert werden können.
Indem ihre Plasmamembranen an der Synapse näher zusammengebracht werden, können die interagierenden zwei Neuronen das Signal korrekter und effektiver übertragen.
Key Take Away
- Chemische Synapsen verlassen sich auf Neurotransmitter, um Signale zwischen Neuronen zu übertragen.
- Elektrische Synapsen verwenden Gap Junctions für die direkte elektrische Kommunikation zwischen Zellen.
- Elektrische Synapsen ermöglichen eine schnellere Signalübertragung, während chemische Synapsen eine größere Flexibilität und Modulation bieten.
Chemische Synapse vs. elektrische Synapse
Der Unterschied zwischen einer chemischen und einer elektrischen Synapse besteht darin, dass bei einer chemischen Synapse der Nervenimpuls chemisch über Neurotransmitter gesendet wird, während bei einer elektrischen Synapse der Nervenimpuls elektrisch über Kanalproteine übertragen wird. Als elektrisches Signal wandern Nervenimpulse durch die Axonmembran. Bei ersteren, also chemischen Synapsen, wird ein elektrisches Signal in ein chemisches Signal umgewandelt. Andererseits kann eine elektrische Synapse den Impuls durch Ionen weiterleiten. Elektrische Synapsen sind daher viel schneller als chemische Synapsen.
Chemische Synapsenverbindungen können entweder zwischen zwei Neuronen oder einem Neuron und einer nicht-neuronalen Zelle gebildet werden. Die nicht-neuronale Zelle kann von verschiedenen Typen sein, wie Muskel-, Drüsen- und Sinneszellen).
Der synaptische Komplex jeder chemischen Synapse ist eine nicht reduzierbare grundlegende Einheit, die das absolute Minimum für eine effektive chemische synaptische Übertragung darstellt.
Die drei Komponenten sind das präsynaptische Element (ein Axonterminal), der synaptische Spalt und das postsynaptische Element (eine dendritische Wirbelsäule).
Eine elektrische Synapse ist eine Struktur, die es zwei Neuronen ermöglicht, miteinander zu interagieren, indem sie elektrische Impulse anstelle von Chemikalien verwenden.
In einer elektrischen Synapse kommen die Membranen des präsynaptischen Neurons und des postsynaptischen Neurons nahe zusammen und verbinden sich, indem sie eine Gap Junction bilden.
Das Signal, das die Form eines hat ionische Strom fließt dann passiv über den Gap Junction, wodurch das Signal gesendet werden kann. Connexons, die Proteinkanäle sind, werden verwendet, um eine Gap Junction zu erzeugen.
Vergleichstabelle
| Vergleichsparameter | Chemische Synapse | Elektrische Synapse |
|---|---|---|
| Definition | Eine chemische Synapse ist eine Verbindung von Zelle zu Zelle, bei der Neurotransmitter Nervenimpulse in eine Richtung senden. | Eine elektrische Synapse ist eine Zellverbindung zwischen zwei Nervenzellen, wo Nervenimpulse schnell durch die Verwendung von Ionen übertragen werden. |
| Auftreten | Bei höheren Tieren sind chemische Synapsen vorhanden. | Niedere Wirbeltiere und Wirbellose haben elektrische Synapsen. |
| Einweg/Zweiweg | An einer chemischen Synapse werden Nachrichten nur in eine Richtung gesendet. | An einer elektrischen Synapse werden Nachrichten in beide Richtungen gesendet. |
| Größe des synaptischen Spalts | Die Größe der chemischen Synapse ist ziemlich enorm (10-20 nm). | Die elektrische Synapse ist eine kleinere Version der Synapsen (0.2 nm). |
| Chemo-Rezeptoren | In chemischen Synapsen befinden sich Chemorezeptoren auf der postsynaptischen Membran. | Auf der postsynaptischen Membran elektrischer Synapsen existieren keine Chemorezeptoren. |
Was ist chemische Synapse?
Chemische Synapsen sind biologische Verbindungen, die es Neuronen ermöglichen, Impulse aneinander sowie an nicht-neuronale Zellen wie Muskeln und Drüsen zu senden.
Chemische Synapsen ermöglichen es Neuronen im zentralen Nervensystem, Schaltkreise aufzubauen. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei den biologischen Berechnungen, die der Wahrnehmung und Kognition zugrunde liegen.
Sie lassen das Nervensystem mit anderen Körpersystemen kommunizieren und diese steuern.
Als chemische Synapsen werden die Zellverbindungen bezeichnet, über die Nervenimpulse von Neurotransmittern in eine Richtung weitergeleitet werden.
Präsynaptische und postsynaptische Membranen sind die zwei Arten von Plasmamembranen. Präsynaptische Membranen befinden sich in präsynaptischen Zellen, während postsynaptische Membranen in postsynaptischen Zellen zu finden sind.
Zwischen der präsynaptischen und der postsynaptischen Membran befindet sich der synaptische Spalt.
Interstitielle Flüssigkeit füllt die Lücke zwischen den Synapsen. Die spannungsgesteuerten Calciumkanäle der präsynaptischen Membran werden geöffnet, wenn ein Aktionspotential am Ende der präsynaptischen Membran detektiert wird.
Die Calciumionenkonzentration im synaptischen Spalt beträgt etwa 10-3 M, während die Konzentration innerhalb der Nervenzellen 10-7 M beträgt. Calciumionen wandern über Calciumkanäle vom synaptischen Spalt zur präsynaptischen Nervenzelle.
Dies erhöht den Kalziumspiegel innerhalb der präsynaptischen Nervenzelle, wodurch synaptische Vesikel mit der präsynaptischen Membran und Exozytose-Neurotransmittern in den synaptischen Spalt verschmelzen können.
Diese Neurotransmitter gehen durch den synaptischen Spalt und binden an Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran. Sie bewirken, dass ein Aktionspotential auf der Membran des postsynaptischen Neurons induziert wird.
Was ist elektrische Synapse?
Eine elektrische Synapse ist eine Verbindung zwischen Nervenzellen, wo Nervenimpulse durch Ionen übertragen werden.
Eine elektrische Synapse hat einen winzigen synaptischen Spalt, und eine Gap Junction verbindet die beiden Plasmamembranen der Neuronen.
Eine Gap Junction umfasst genau passende Kanalproteinpaare sowohl in der präsynaptischen als auch in der postsynaptischen Membran.
Die von jedem Kanalpaar gebildete Pore ist deutlich größer als die eines herkömmlichen Ionenkanals. Dadurch können neben Ionen auch große Moleküle diese Gap Junctions passieren.
Intrazelluläre Stoffwechselprodukte und sekundäre Botenstoffe können daher zwischen zwei Neuronen wandern.
Obwohl elektrische Synapsen weniger verbreitet sind als chemische Synapsen, sind sie im gesamten Nervensystem verteilt und erfüllen wesentliche und unterschiedliche Funktionen.
Elektrische Synapsen haben eine völlig andere Art der Neurotransmission als chemische Synapsen.
Die präsynaptischen und postsynaptischen Membranen einer elektrischen Synapse liegen relativ nahe beieinander, und Kanalproteine erzeugen Gap Junctions, die sie physikalisch verbinden.
Durch Gap Junctions kann Strom von einer Zelle zur nächsten fließen.
Andere Moleküle, einschließlich ATP, können zusätzlich zu den Ionen, die diesen Strom transportieren, durch die Wide-Gap-Junction-Poren dringen.
Andererseits ermöglichen elektrische Synapsen die passive Übertragung des Aktionspotentials von einem Neuron zum nächsten durch die Poren der Gap Junctions.
Hauptunterschiede zwischen chemischer Synapse und elektrischer Synapse
- An einer chemischen Synapse werden Nervenimpulse als chemisches Signal über Neurotransmitter gesendet, während an einer elektrischen Synapse Nervenimpulse als elektrisches Signal über Gap Junctions oder niederohmige Brücken übertragen werden.
- Synaptische Vesikel und eine beträchtliche Anzahl von Mitochondrien können in chemischen Synapsenknöpfen gefunden werden, während elektrische Synapsenknöpfe keine synaptischen Vesikel und nur wenige Mitochondrien haben.
- Chemorezeptoren sind auf der postsynaptischen Membran in chemischen Synapsen vorhanden, während es auf der postsynaptischen Membran elektrischer Synapsen keine Chemorezeptoren gibt.
- Chemische Synapsen sind bei höheren Säugetieren zu sehen, während elektrische Synapsen bei niedrigeren zu sehen sind Wirbeltiere und Wirbellose.
- Nachrichten werden an einer chemischen Synapse nur auf eine Weise übermittelt, während Nachrichten an einer elektrischen Synapse auf beide Arten übermittelt werden.
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009630031831004X
- https://journals.biologists.com/jeb/article-abstract/110/1/143/4199
Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023
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Piyush Yadav hat die letzten 25 Jahre als Physiker in der örtlichen Gemeinde gearbeitet. Er ist ein Physiker, der sich leidenschaftlich dafür einsetzt, die Wissenschaft für unsere Leser zugänglicher zu machen. Er hat einen BSc in Naturwissenschaften und ein Postgraduiertendiplom in Umweltwissenschaften. Sie können mehr über ihn auf seinem lesen Bio-Seite.
Der Artikel unterscheidet wirkungsvoll zwischen chemischen und elektrischen Synapsen, erörtert Vergleichsparameter und vermittelt ein umfassendes Verständnis beider Synapsentypen.
Die Berichterstattung des Artikels über Gap Junctions, Ionenübertragung und die unterschiedlichen Rollen elektrischer Synapsen im Nervensystem ist aufschlussreich. Die Einzelheiten zu Gap Junctions und der Durchdringung von Molekülen durch sie verleihen der Diskussion Tiefe.
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Die detaillierte Beschreibung der Übertragung von Nervenimpulsen sowohl in chemischen als auch elektrischen Synapsen sowie der Unterschiede in der Größe ihrer synaptischen Spalten und Mechanismen der Neurotransmission bietet einen umfassenden Überblick über ihre unterschiedlichen Eigenschaften.
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Die detaillierte Erklärung elektrischer Synapsen, einschließlich ihrer Struktur, Funktion und Verteilung im gesamten Nervensystem, bereichert das Verständnis der einzigartigen Rollen, die sie in der neuronalen Kommunikation spielen.