Een synaps is een structuur die de signaaloverdracht van het ene neuron naar het andere vergemakkelijkt. In het neurologische systeem worden synapsen ontdekt. Door hen kunnen elektrische of chemische signalen worden verzonden. Elektrische en chemische synapsen zijn de twee basistypen synapsen die kunnen worden gecategoriseerd op basis van het type signaal.
Door hun plasmamembranen bij de synaps dichter bij elkaar te brengen, kunnen de twee neuronen die op elkaar inwerken het signaal correcter en effectiever overbrengen.
Chemische synaps versus elektrische synaps
Het verschil tussen een chemische en een elektrische synaps is dat in een chemische synaps de zenuwimpuls chemisch wordt verzonden via neurotransmitters, terwijl in een elektrische synaps de zenuwimpuls elektrisch wordt verzonden via kanaaleiwitten. Als een elektrisch signaal reizen zenuwimpulsen door het axonmembraan. In het geval van de eerste, dat wil zeggen chemische synaps, wordt een elektrisch signaal omgezet in een chemisch signaal. Een elektrische synaps daarentegen kan de impuls door ionen overbrengen. Elektrische synapsen zijn daarom veel sneller dan chemische synapsen.
Chemische synapsverbindingen kunnen worden gevormd tussen twee neuronen of een neuron en een niet-neuronale cel. De niet-neuronale cel kan van verschillende typen zijn, zoals spiercel, glandulaire cel, sensorische cel). Het synaptische complex van elke chemische synaps is een niet-reduceerbare fundamentele eenheid die het absolute minimum vertegenwoordigt voor effectieve chemische synaptische transmissie. De drie componenten zijn het presynaptische element (zoals een axonuiteinde), de synaptische spleet en het postsynaptische element (zoals een dendritische wervelkolom).
Een elektrische synaps is een structuur waarmee twee neuronen met elkaar kunnen communiceren door middel van elektrische impulsen in plaats van chemicaliën. In een elektrische synaps komen de membranen van het presynaptische neuron en het postsynaptische neuron vrij dicht bij elkaar en komen ze samen door een gap junction te vormen. Het signaal, in de vorm van ionenstroom, stroomt dan passief over de gap junction, waardoor het signaal kan worden verzonden. Connexons, eiwitkanalen, worden gebruikt om een gap junction te produceren.
Vergelijkingstabel tussen chemische synaps en elektrische synaps
| Parameters van vergelijking: | chemische synaps | elektrische synaps |
| Definitie | Een chemische synaps is een cel-naar-cel verbinding waar neurotransmitters zenuwimpulsen op één manier verzenden. | Een elektrische synaps is een celverbinding tussen twee zenuwcellen waar zenuwimpulsen snel worden overgedragen door het gebruik van ionen. |
| Voorval | Bij hogere dieren zijn chemische synapsen aanwezig. | Lagere gewervelde dieren en ongewervelde dieren hebben elektrische synapsen. |
| Eenrichtingsverkeer/Tweerichtingsverkeer | Bij een chemische synaps worden berichten maar in één richting verzonden. | Bij een elektrische synaps worden berichten in beide richtingen verzonden. |
| Grootte synaptische spleet | De grootte van de chemische synaps is vrij enorm (10-20 nm). | De elektrische synaps is een kleinere versie van de synapsen (0,2 nm). |
| Chemoreceptoren | In chemische synapsen worden chemoreceptoren gevonden op het postsynaptische membraan. | Chemoreceptoren bestaan niet op het postsynaptische membraan van elektrische synapsen. |
Wat is chemische synaps?
Chemische synapsen zijn biologische connectoren waarmee neuronen impulsen naar elkaar kunnen sturen, evenals naar niet-neuronale cellen zoals spieren en klieren. Chemische synapsen stellen neuronen in het centrale zenuwstelsel in staat om circuits te creëren. Ze spelen een cruciale rol in de biologische berekeningen die aan de basis liggen van perceptie en cognitie. Ze laten het zenuwstelsel communiceren met en controle uitoefenen op andere lichaamssystemen.
De celverbindingen via welke zenuwimpulsen door neurotransmitters in één richting worden afgegeven, worden chemische synapsen genoemd. Pre-synaptische en postsynaptische membranen zijn de twee soorten plasmamembranen. Pre-synaptische membranen worden gevonden in pre-synaptische cellen, terwijl postsynaptische membranen worden gevonden in postsynaptische cellen. Tussen de pre-synaptische en postsynaptische membranen bevindt zich de synaptische spleet.
Interstitiële vloeistof vult de opening tussen synapsen. De spanningsafhankelijke calciumkanalen van het presynaptische membraan worden geopend wanneer een actiepotentiaal wordt gedetecteerd aan het uiteinde van het presynaptische membraan. De calciumionconcentratie in de synaptische spleet is ongeveer 10-3 M, terwijl de concentratie in zenuwcellen typisch 10-7 M is. Calciumionen gaan door calciumkanalen van de synaptische spleet naar de pre-synaptische zenuwcel.
Dit verhoogt de calciumspiegels in de presynaptische zenuwcel, waardoor synaptische blaasjes kunnen fuseren met het presynaptische membraan en exocytose-neurotransmitters in de synaptische spleet. Deze neurotransmitters gaan door de synaptische spleet en binden aan receptoren op het postsynaptische membraan. Ze veroorzaken een actiepotentiaal op het membraan van het postsynaptische neuron.
Wat is elektrische synaps?
Een elektrische synaps is een verbinding tussen zenuwcellen waar zenuwimpulsen via ionen worden overgedragen. Een elektrische synaps heeft een kleine synaptische spleet en een gap junction verbindt de twee plasmamembranen van de neuronen. In zowel de pre-synaptische als de postsynaptische membranen omvat een gap junction goed op elkaar afgestemde kanaaleiwitparen.
De porie gevormd door elk kanaalpaar is aanzienlijk groter dan die van een conventioneel ionkanaal. Hierdoor kunnen naast ionen ook grote moleculen over deze gap junctions passeren. Intracellulaire metabolieten en tweede boodschappers kunnen daarom tussen twee neuronen reizen.
Hoewel elektrische synapsen minder vaak voorkomen dan chemische synapsen, zijn ze verspreid over het zenuwstelsel en vervullen ze essentiële en verschillende rollen. Elektrische synapsen hebben een heel andere manier van neurotransmissie dan chemische synapsen. De presynaptische en postsynaptische membranen van een elektrische synaps zijn relatief dicht bij elkaar, en kanaaleiwitten produceren gap junctions die ze fysiek verbinden. Via gap junctions kan stroom van de ene cel naar de andere stromen.
Naast de ionen die deze stroom transporteren, kunnen andere moleculen, waaronder ATP, doordringen door de poriën van de brede gap junction. Aan de andere kant zorgen elektrische synapsen ervoor dat de actiepotentiaal passief wordt overgedragen van het ene neuron naar het andere door de poriën van de gap junctions.
Belangrijkste verschillen tussen chemische synaps en elektrische synaps
Gevolgtrekking
Een chemische synaps is een ruimte tussen twee neuronen waardoor informatie chemisch wordt verzonden in de vorm van neurotransmittermoleculen. Een elektrische synaps is een opening tussen twee neuronen die zijn verbonden door kanaaleiwitten, waardoor het elektrische signaal direct over de synaps kan gaan. Elektrische synapsen zijn sneller dan chemische synapsen (elektriciteit stroomt sneller dan moleculen en ze hebben geen receptoren nodig), maar ze hebben geen versterking.
Chemicaliën kunnen een signaal versterken, maar elektrische signalen zijn altijd hetzelfde of minder na een synaps. De twee vormen van hiaten die ontstaan tussen zenuwcellen zijn chemische synapsen en elektrische synapsen. Zenuwimpulsen worden door beide soorten synapsen gestuurd. Neurotransmitters worden gebruikt door chemische synapsen om zenuwimpulsen over te dragen. Elektrische synapsen daarentegen zenden actiepotentialen uit via ionen die via gap junctions passeren.
De manier van signaaloverdracht over de synaptische spleet in elk soort synaps is het fundamentele onderscheid tussen chemische en elektrische synapsen.
