Efapsa

Schematyczne przedstawienie synapsy elektrycznej

Efapsa, synapsa elektryczna – rodzaj synapsy, w której szczelina synaptyczna jest bardzo wąska, co umożliwia bezpośredni kontakt między koneksonami błony presynaptycznej oraz błony postsynaptycznej. W takiej synapsie przemieszczanie jonów, niosących ładunki elektryczne i przechodzenie potencjału czynnościowego między błonami odbywa się bez zmiany charakteru impulsu nerwowego. Efapsy mogą pracować dwukierunkowo, a sygnał przekazywany jest przez nie bez opóźnienia.

Rola przekazu dwukierunkowego

Przekaz dwukierunkowy w synapsach elektrycznych pełni kluczowe role w kładzie nerwowym, z których najważniejszą jest błyskawiczna synchronizacja dużych grup komórek. W przeciwieństwie do synaps chemicznych, które działają jak zawory jednokierunkowe (impuls idzie zawsze od aksonu do dendrytu), w synapsach elektrycznych prąd może płynąć w obie strony w zależności od tego, która komórka akurat pobudzi się jako pierwsza. Główne powody, dla których potrzebny jest przekaz dwukierunkowy:

Synchronizacja działania komórek

Gdy kilkadziesiąt neuronów jest połączonych dwukierunkowymi synapsami elektrycznymi, zmiana potencjału w jednym z nich natychmiast rozchodzi się we wszystkich kierunkach do pozostałych. Sprawia to, że cała grupa komórek aktywuje się w tym samym ułamku milisekundy, generując potężny, wspólny impuls. Dzieje się tak np. w sercu. Dzięki temu komórki mięśnia sercowego kurczą się jednocześnie, co umożliwia skuteczne pompowanie krwi.

Generowanie rytmów mózgowych i oddechowych

Dwukierunkowe połączenia są niezbędne w strukturach, które muszą działać jak naturalne oscylatory. Np. w pniu mózgu znajduje się kompleks pre-Bötzingera, który odpowiada za pobudzanie automatycznego rytmu wdech-wydech. Połączone dwukierunkowo neurony nieustannie wymieniają ładunki tam i z powrotem, co pozwala im utrzymywać stabilny, wspólny rytm nadający tempo oddychaniu.

Szybkie sieci neuronów hamujących

W korze mózgowej wiele interneuronów (neuronów sterujących i wyciszających inne komórki) jest połączonych elektrycznie, dwukierunkowo. Tworzą one gęstą sieć, która potrafi błyskawicznie "zamknąć" lub "otworzyć" przepływ informacji w danym obszarze mózgu, stabilizując jego pracę i chroniąc np. przed atakami padaczkowymi.

Odpowiedź zwrotna bez opóźnień

Dwukierunkowość pozwala sąsiadującym komórkom na natychmiastowe "informowanie się" o swoim stanie energetycznym i metabolicznym. Dzięki temu przez połączenia szczelinowe mogą w razie potrzeby przechodzić też małe cząsteczki odżywcze, np. jeśli jeden neuron ulegnie podrażnieniu lub uszkodzeniu, sąsiedni natychmiast reaguje.

Bibliografia