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ニューロンはどのように互いに通信しますか

動物の神経系は何十億ものニューロンで構成されています。ニューロンは、神経系全体に神経インパルスを伝達する電気的に興奮する細胞です。ただし、シナプスとして知られる接合部は、ニューロン間に識別できます。 ニューロンはシナプスを通じて互いに通信します。 神経インパルスを伝達するメカニズムに基づいて、2 種類のシナプスを識別することができます。それらは化学シナプスと電気シナプスです。ほとんどのシナプスは化学シナプスです。神経インパルスの伝達は、神経伝達物質として知られる化学伝達物質によって行われます。電気シナプスでは、神経インパルスはイオンの流れによって伝達されます。

対象となる主な分野

1.シナプスとは
– 定義、事実、種類
2.ニューロンはシナプスを通じてどのように相互に通信するのか
– 導入、化学シナプス伝達、電気シナプス伝達

重要な用語:化学シナプス、電気シナプス、イオン フロー、ニューロン、神経伝達物質、シナプス

シナプスとは

シナプスは、2 つのニューロン間の接合部です。ニューロン間の機能的接触部位として機能し、ニューロン間の神経インパルスの伝達を助けます。シナプスは、2 つの樹状突起、樹状突起/軸索、または別のニューロンの樹状突起/細胞体の間に見られます。 図 1 は、ニューロンを介した神経インパルスの伝達を示しています。 .

図 1:神経インパルスの伝達

シナプスには、化学シナプスと電気シナプスの 2 種類があります。典型的なシナプスの 3 つの構成要素は、シナプス前膜、シナプス間隙、およびシナプス後膜です。

ニューロンはシナプスを介して互いに通信する方法

ニューロンは、軸索の原形質膜で生成される神経インパルスまたは活動電位によって神経インパルスを伝達します。この活動電位は、神経インパルスをターゲットに伝達するために、シナプスを介して 2 番目のニューロンに伝達される必要があります。ただし、シナプスを介して神経インパルスを伝達する方法は異なります。さらに、2 種類のシナプスは異なる方法で活動電位を伝達します。

化学シナプス:シナプス伝達

化学シナプスは、活動電位が化学シグナルによって伝達される接合部です。ほとんどの哺乳類の細胞接合部は、化学シナプスで構成されています。シナプス間隙として知られるかなりのギャップが化学シナプスに発生します。ギャップの距離は 10 ~ 20 nm である可能性があります。化学シナプスを介した神経インパルスの伝達は、神経伝達物質として知られる化学メッセンジャーによって行われます。これらの神経伝達物質は、シナプス前膜近くのシナプス小胞に保存されます。活動電位がシナプス前ニューロンの末端に到達すると、シナプス前膜の電位依存性 Ca イオン チャネルが活性化され、細胞への Ca 流入が増加します。一般にCa濃度は神経細胞の外側で高くなります。 Ca イオンはシナプス小胞のシナプス前膜への融合を促進し、神経伝達物質をシナプス間隙に放出します。 図 2 は、化学シナプスのシナプス伝達を示しています。

図 2:化学シナプス

これらの神経伝達物質は、シナプス間隙を通って拡散し、シナプス後膜の受容体に結合します。活性化されたシナプス後受容体は、神経伝達物質の結合時にさまざまなタイプのイオン チャネルの開閉を引き起こします。これは、シナプス後膜の脱分極または過分極につながります。シナプス後膜の脱分極は興奮性シナプス後電位 (EPSP) を引き起こし、活動電位を生成します。シナプス後膜の過分極は、抑制性シナプス後電位 (IPSP) を引き起こし、活動電位を生成しにくくします。

電気シナプス:シナプス伝達

電気シナプスは、シナプス前ニューロンからシナプス後ニューロンに発生するイオンの流れによって活動電位が伝達される接合部です。それらは主に下等脊椎動物と無脊椎動物に見られます。それらは哺乳類の脳にも見られます。一般に、電気シナプスは化学シナプスよりも高速で神経インパルスを伝達します。電気シナプスには、シナプス間隙が含まれていない場合もあれば、小さなシナプス間隙が含まれている場合もあります。電気シナプスは、ギャップ結合によって形成されます。さらに、電気シナプスは神経インパルスを両方向に伝達することができます。電気シナプスの動作は 図 3 に示されています .

図 3:電気シナプス
A – シナプス前ニューロン、B – シナプス後ニューロン、1 – ミトコンドリア、2 – イオン チャネル、3 – 電気信号

ただし、電気シナプスは、化学シナプスのように EPSP を IPSP に、または IPSP を EPSP に変えることはできません。

結論

ニューロンは、神経系の構造および機能単位です。シナプスは、ニューロン間の神経インパルスの伝達を担うニューロン間のギャップです。神経系のニューロンには、化学シナプスと電気シナプスの 2 種類があります。化学シナプスは、神経伝達物質として知られる化学信号によって神経インパルスを伝達します。電気シナプスは、シナプス前ニューロンからシナプス後ニューロンに発生するイオンの流れによって神経インパルスを伝達します。

参照:

1.「シナプス」。 カーン アカデミー 、ここから入手できます。

画像提供:

1.「Chemical synapse schema cropped」ユーザー別:Looie496 作成ファイル、米国国立衛生研究所、国立老化研究所 – (パブリック ドメイン) Commons Wikimedia 経由
2. 「図 35 02 07」CNX OpenStax 作成 – ( CC BY 4.0) コモンズ ウィキメディア経由
3. 「シナプス diag2」 (CC BY-SA 3.0) コモンズ ウィキメディア経由


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