เคมีไซแนปส์กับไซแนปส์ไฟฟ้า: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

ไซแนปส์เป็นโครงสร้างที่อำนวยความสะดวกในการส่งสัญญาณจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ในระบบประสาทมีการค้นพบไซแนปส์

พวกเขาสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าหรือเคมี ไซแนปส์ทางไฟฟ้าและเคมีเป็นไซแนปส์พื้นฐานสองประเภทที่อาจแบ่งประเภทตามประเภทของสัญญาณ

ด้วยการนำพลาสมาเมมเบรนมาใกล้กันที่ไซแนปส์ เซลล์ประสาท XNUMX เซลล์ที่มีปฏิสัมพันธ์สามารถส่งสัญญาณได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพมากขึ้น  

ประเด็นที่สำคัญ

1. ไซแนปส์เคมีอาศัยสารสื่อประสาทในการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาท
2. ไซแนปส์ไฟฟ้าใช้จุดเชื่อมต่อช่องว่างสำหรับการสื่อสารทางไฟฟ้าโดยตรงระหว่างเซลล์
3. ไซแนปส์แบบไฟฟ้าช่วยให้สามารถส่งสัญญาณได้เร็วขึ้น ในขณะที่ไซแนปส์เคมีให้ความยืดหยุ่นและการมอดูเลตที่มากกว่า

ไซแนปส์เคมี vs ไซแนปส์ไฟฟ้า

ความแตกต่างระหว่างสารเคมีและไซแนปส์ไฟฟ้าคือในไซแนปส์เคมี แรงกระตุ้นเส้นประสาทจะถูกส่งทางเคมีผ่านสารสื่อประสาท ในขณะที่ไซแนปส์ไฟฟ้า แรงกระตุ้นเส้นประสาทจะถูกส่งทางไฟฟ้าผ่านแชนเนลโปรตีน ในฐานะที่เป็นสัญญาณไฟฟ้า แรงกระตุ้นของเส้นประสาทจะเดินทางผ่านเยื่อหุ้มแอกซอน ในกรณีอย่างแรก นั่นคือ ไซแนปส์เคมี สัญญาณไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นสัญญาณเคมี ในทางกลับกัน ไซแนปส์ไฟฟ้าสามารถถ่ายทอดแรงกระตุ้นผ่านไอออนได้ ดังนั้นไซแนปส์ทางไฟฟ้าจึงเร็วกว่าไซแนปส์ทางเคมีมาก 

การเชื่อมต่อไซแนปส์ทางเคมีสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสองเซลล์ประสาทหรือเซลล์ประสาทกับเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาท เซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาทอาจมีหลายประเภท เช่น เซลล์กล้ามเนื้อ ต่อม และเซลล์รับความรู้สึก)

ไซแนปติกคอมเพล็กซ์ของสารเคมีแต่ละชนิดเป็นหน่วยพื้นฐานที่ไม่สามารถลดทอนได้ ซึ่งแสดงถึงค่าต่ำสุดสำหรับการส่งผ่านซินแนปติกทางเคมีที่มีประสิทธิภาพ

องค์ประกอบทั้งสาม ได้แก่ องค์ประกอบพรีไซแนปติก (ส่วนปลายแอกซอน) แหว่งไซแนปติก และองค์ประกอบโพสต์ซินแนปติก (กระดูกสันหลังเดนไดรต์)

ไซแนปส์ไฟฟ้าเป็นโครงสร้างที่ช่วยให้เซลล์ประสาท XNUMX เซลล์มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันโดยใช้แรงกระตุ้นไฟฟ้าแทนการใช้สารเคมี

ในไซแนปส์ทางไฟฟ้า เซลล์ประสาทพรีไซแนปติกและเยื่อหุ้มของเซลล์ประสาทโพสต์ซินแนปติกจะเข้ามาใกล้กันและเชื่อมต่อกันโดยสร้างจุดเชื่อมต่อช่องว่าง

ซึ่งสัญญาณจะอยู่ในรูปของ อิออน กระแสจากนั้นไหลเรื่อย ๆ ข้ามทางแยกช่องว่างทำให้สามารถส่งสัญญาณได้ Connexons ซึ่งเป็นช่องโปรตีนถูกใช้เพื่อสร้างช่องว่างทางแยก 

ตารางเปรียบเทียบ

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	ไซแนปส์เคมี	ไซแนปส์ไฟฟ้า
คำนิยาม	ไซแนปส์ทางเคมีคือการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์กับเซลล์โดยที่สารสื่อประสาทส่งกระแสประสาทในทางเดียว	ไซแนปส์ไฟฟ้าคือการเชื่อมต่อเซลล์ระหว่างเซลล์ประสาทสองเซลล์ซึ่งแรงกระตุ้นของเส้นประสาทจะถูกส่งผ่านอย่างรวดเร็วโดยใช้ไอออน
การเกิดขึ้น	ในสัตว์ชั้นสูงจะมีสารเคมีสังเคราะห์อยู่	สัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนล่างและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีประสาทไฟฟ้า
ทางเดียว/สองทาง	ที่ไซแนปส์ทางเคมี ข้อความจะถูกส่งไปในทิศทางเดียวเท่านั้น	ที่ไซแนปส์ไฟฟ้า ข้อความจะถูกส่งไปทั้งสองทิศทาง
ขนาดแหว่งของ Synaptic	ขนาดของไซแนปส์เคมีมีขนาดค่อนข้างใหญ่ (10-20 นาโนเมตร)	ไซแนปส์ไฟฟ้าเป็นไซแนปส์รุ่นที่เล็กกว่า (0.2 นาโนเมตร)
ตัวรับคีโม	ในไซแนปส์ทางเคมี ตัวรับคีโมจะอยู่ที่เยื่อหลังซินแนปติก	ตัวรับคีโมไม่มีอยู่ในเยื่อหลังไซแนปส์ของไซแนปส์ไฟฟ้า

ไซแนปส์เคมีคืออะไร?

ไซแนปส์ทางเคมีเป็นตัวเชื่อมต่อทางชีวภาพที่ช่วยให้เซลล์ประสาทส่งแรงกระตุ้นซึ่งกันและกัน เช่นเดียวกับเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาท เช่น กล้ามเนื้อและต่อมต่างๆ

ประสาทเคมีช่วยให้เซลล์ประสาทในระบบประสาทส่วนกลางสร้างวงจร พวกเขามีบทบาทสำคัญในการคำนวณทางชีววิทยาที่สนับสนุนการรับรู้และความรู้ความเข้าใจ

พวกเขาปล่อยให้ระบบประสาทสื่อสารและควบคุมระบบอื่นๆ ของร่างกาย

ทางแยกของเซลล์ที่ส่งกระแสประสาทไปยังทิศทางเดียวโดยสารสื่อประสาทเรียกว่า ไซแนปส์เคมี

เมมเบรน Pre-synaptic และ post-synaptic เป็นเมมเบรนพลาสมาสองประเภท เยื่อพรีซินแนปติกพบได้ในเซลล์พรีซินแนปติก ในขณะที่เยื่อโพสต์ซินแนปติกพบได้ในเซลล์หลังซินแนปติก

ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนซินแนปติกและหลังซินแนปติกคือรอยแหว่งไซแนปติก 

ของเหลวคั่นระหว่างหน้าเติมช่องว่างระหว่างประสาท ช่องแคลเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าของเยื่อหุ้มพรีซินแนปติกจะเปิดขึ้นเมื่อตรวจพบศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วของพรีซินแนปติกเมมเบรน

ความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนในรอยแยกไซแนปติกอยู่ที่ประมาณ 10-3 โมลาร์ ในขณะที่ความเข้มข้นภายในเซลล์ประสาทอยู่ที่ 10-7 โมลาร์ แคลเซียมไอออนจะผ่านช่องแคลเซียมจากรอยแยกไซแนปติกไปยังเซลล์ประสาทพรีไซแนปติก 

สิ่งนี้จะเพิ่มระดับแคลเซียมภายในเซลล์ประสาท presynaptic ทำให้ synaptic vesicles หลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์ pre-synaptic และสารสื่อประสาท exocytosis เข้าไปใน synaptic cleft

สารสื่อประสาทเหล่านี้ผ่านรอยแยกไซแนปติกและจับกับตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์หลังไซแนปติก พวกมันทำให้เกิดการเหนี่ยวนำให้เกิดการกระทำบนเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทหลังซินแนปติก

ไซแนปส์ไฟฟ้าคืออะไร?

ไซแนปส์ไฟฟ้าคือการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทซึ่งแรงกระตุ้นของเส้นประสาทจะถูกส่งผ่านไอออน

ไซแนปส์ทางไฟฟ้าจะมีรอยแยกของไซแนปส์เล็กๆ และจุดเชื่อมต่อช่องว่างจะเชื่อมต่อพลาสมาเมมเบรนทั้งสองของเซลล์ประสาท

ทางแยกช่องว่างประกอบด้วยคู่โปรตีนแชนเนลที่เข้าคู่กันทั้งในเยื่อหุ้มพรีซินแนปติกและหลังซินแนปติกอย่างเหมาะสม 

รูขุมขนที่เกิดจากคู่ช่องสัญญาณแต่ละคู่จะมีขนาดใหญ่กว่าช่องไอออนทั่วไปอย่างมาก เป็นผลให้โมเลกุลขนาดใหญ่สามารถผ่านรอยต่อช่องว่างเหล่านี้ได้ นอกเหนือจากไอออน

สารเมแทบอไลต์ภายในเซลล์และผู้ส่งสารตัวที่สองจึงสามารถเดินทางระหว่างเซลล์ประสาทสองตัวได้ 

แม้ว่าซินแนปส์ไฟฟ้าจะพบได้น้อยกว่าซินแนปส์เคมี แต่ก็มีการกระจายไปทั่วระบบประสาทและทำหน้าที่สำคัญและแตกต่าง

ไซแนปส์ไฟฟ้ามีลักษณะการส่งผ่านสื่อประสาทที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงจากซินแนปส์เคมี

เยื่อพรีไซแนปติกและโพสซินแนปติกของไซแนปส์ไฟฟ้าค่อนข้างอยู่ใกล้กัน และแชนเนลโปรตีนจะสร้างรอยต่อช่องว่างที่เชื่อมโยงพวกมันเข้าด้วยกัน

กระแสสามารถไหลจากเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์ถัดไปผ่านทางแยกช่องว่าง 

โมเลกุลอื่นๆ รวมถึง ATP สามารถซึมผ่านรูพรุนของรอยต่อที่มีช่องว่างกว้าง นอกเหนือจากไอออนที่ถ่ายทอดกระแสนี้

ในทางกลับกัน ไซแนปส์ไฟฟ้ายอมให้ศักยะงานในการส่งสัญญาณจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งอย่างอดทนผ่านรูพรุนของรอยต่อช่องว่าง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไซแนปส์เคมีและไซแนปส์ไฟฟ้า

1. ที่ไซแนปส์เคมี แรงกระตุ้นของเส้นประสาทจะถูกส่งเป็นสัญญาณทางเคมีผ่านสารสื่อประสาท ในขณะที่ไซแนปส์ไฟฟ้า แรงกระตุ้นของเส้นประสาทจะถูกส่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าข้ามทางแยกช่องว่างหรือสะพานที่มีความต้านทานต่ำ 
2. Synaptic vesicles และจำนวนมาก mitochondria สามารถพบได้ในปุ่มซินแนปติกแบบเคมี ในขณะที่ปุ่มซินแนปติกแบบไฟฟ้าไม่มีถุงซินแนปติกและมีไมโทคอนเดรียเพียงไม่กี่ตัว 
3. ตัวรับเคมีจะมีอยู่บนเยื่อโพสต์-ไซแนปติกในไซแนปส์เคมี ในขณะที่เยื่อโพสต์-ซินแนปติกของไซแนปส์ไฟฟ้าไม่มีตัวรับสารเคมี 
4. ไซแนปส์เคมีพบได้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชั้นสูง ในขณะที่ไซแนปส์ไฟฟ้าพบได้ที่ชั้นล่าง สัตว์มีกระดูกสันหลัง และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง 
5. ข้อความจะถูกส่งด้วยวิธีเดียวที่ไซแนปส์ทางเคมี ในขณะที่ข้อความจะถูกส่งทั้งสองวิธีที่ไซแนปส์ไฟฟ้า

อ้างอิง

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009630031831004X
2. https://journals.biologists.com/jeb/article-abstract/110/1/143/4199

อัพเดตล่าสุด : 11 มิถุนายน 2023