Schlüsselunterschied – chemische vs. elektrische Synapse
Chemische und elektrische Synapsen sind spezialisierte biologische Strukturen im Nervensystem; Sie verbinden Neuronen miteinander und übertragen Signale über die Neuronen. Der Hauptunterschied zwischen chemischen und elektrischen Synapsen ist ihre Methode zur Signalübertragung; Chemische Synapsen leiten Signale in Form von chemischen Molekülen weiter, die als Neurotransmitter bezeichnet werden, während elektrische Synapsen Signale in Form von elektrischen Signalen ohne die Verwendung von Molekülen übertragen. Auch die Struktur von chemischer Synapse und elektrischer Synapse unterscheidet sich aufgrund ihrer Wirkungsweise geringfügig voneinander.
Was ist eine Synapse?
Eine Synapse kann als eine Struktur definiert werden, die die Übertragung von Signalen von einem Neuron zum benachbarten Neuron vermittelt. Synapsen befinden sich im Nervensystem. Sie können entweder elektrische Signale oder chemische Signale übertragen. Synapsen können entsprechend diesem Sign altyp in zwei Haupttypen eingeteilt werden: elektrische Synapsen und chemische Synapsen. An der Synapse kommen sich die kommunizierenden zwei Neuronen durch ihre Plasmamembranen näher, um das Signal genau und effizient weiterzugeben. Das Neuron, das das Signal sendet, besteht aus dem präsynaptischen Ende, während das Neuron, das das Signal empfängt, aus dem postsynaptischen Ende besteht. Diese Enden sind in Axon bzw. Dendriten/Soma zu sehen.
Was ist chemische Synapse?
Chemische Synapse ist eine biologische Struktur, die zwischen zwei Neuronen oder zwischen einem Neuron und einer nicht-neuronalen Zelle zu finden ist und deren Hauptfunktion darin besteht, über chemische Botenstoffe miteinander zu kommunizieren, wie in Abbildung 01 gezeigt. Diese chemischen Botenstoffe sind als Neurotransmitter bekannt. Neurotransmitter werden in den kleinen Vesikeln, die als synaptische Vesikel bekannt sind, produziert und verpackt. Synaptische Vesikel sind mit Neurotransmittern gefüllt und sammeln sich in der Nähe des präsynaptischen Endes des präsynaptischen Neurons an. Wenn sich das Aktionspotential in der präsynaptischen Neuronenmembran ändert, werden diese Neurotransmitter durch Exozytose in einen Raum freigesetzt, der als synaptischer Sp alt bezeichnet wird. Sobald diese Neurotransmitter in den synaptischen Sp alt eintreten, binden sie an die spezifischen Rezeptoren, die sich auf der Oberfläche des postsynaptischen Neurons befinden, und geben die Information weiter. Dies ist die Art der chemischen Signalübertragung, die an der chemischen Synapse stattfindet; Daher sind diese Strukturen von größter Bedeutung, um das Nervensystem ohne Zusammenbruch zu verbinden. Die Signalübertragung durch die chemische Synapse erfolgt nur in eine Richtung.
Ein Organismus enthält eine große Anzahl chemischer Synapsen in seinem Nervensystem. Ein Erwachsener kann 1000 bis 5000 Billionen chemische Synapsen im Zentralnervensystem haben. Diese Zahl kann mit dem Alter variieren.
Abbildung_1: Chemische Synapse
Was ist eine elektrische Synapse?
Eine elektrische Synapse ist eine Struktur, die es zwei Neuronen ermöglicht, durch elektrische Signale ohne chemische Beteiligung miteinander zu kommunizieren. In einer elektrischen Synapse kommen sich die präsynaptische Neuronenmembran und die postsynaptische Neuronenmembran extrem näher und verbinden sich, indem sie einen Kanal namens Gap Junction bilden, wie in Abbildung 2 gezeigt. Dann fließt das Signal in Form von Ionenstrom durch die Gap Junction passiv, wodurch die Signalübertragung ermöglicht wird. Eine Gap Junction wird mithilfe von Proteinkanälen gebildet, die Connexons genannt werden. Connexons sind röhrenförmige Proteine, die durch zwei Neuronen hindurchgehen.
Abbildung_2: Connexon- und Connexin-Struktur
Was ist der Unterschied zwischen chemischer und elektrischer Synapse?
Chemische vs. Elektrische Synapse |
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| In chemischen Synapsen erfolgt die Signalübertragung durch chemische Moleküle, sogenannte Neurotransmitter. | In elektrischen Synapsen erfolgt die Signalübertragung in Form von elektrischen Signalen ohne die Verwendung von Molekülen. |
| Modifikation von Signalen | |
| Signale werden während der Übertragung modifiziert. | Signale werden während der Übertragung nicht verändert. |
| Freigabe von Signalen | |
| Neurotransmitter werden durch Exozytose freigesetzt und im Synapsensp alt diffundiert und dann an Rezeptoren gebunden. | Elektrischer Signaldurchgang über Gap Junctions. |
| Abstand zwischen zwei Neuronen | |
| Abstand zwischen den prä- und postsynaptischen Enden ist größer. | Der Abstand zwischen den prä- und postsynaptischen Enden ist sehr gering. |
| Signalrichtung | |
| Die Signalübertragung erfolgt nur in eine Richtung. | Die Signalübertragung kann in beide Richtungen erfolgen. |
| Energieverbrauch | |
| Die Signalübertragung benötigt Energie. Es ist also ein aktiver Prozess. | Die Signalübertragung erfolgt ohne Energieaufwand. Es ist also ein passiver Prozess. |
| Übertragungsgeschwindigkeit | |
| Die Signalübertragung erfolgt mit mäßiger Geschwindigkeit. | Die Signalübertragung ist extrem schnell. |
Zusammenfassung – Chemische vs. elektrische Synapse
Es gibt zwei Haupttypen von Synapsen, die als chemische und elektrische Synapsen bezeichnet werden. Chemische Synapsen verwenden Chemikalien, die als Neurotransmitter bezeichnet werden, um Signale entlang der Neuronen zu übertragen, und ermöglichen eine unidirektionale Übertragung. Elektrische Synapsen verwenden einen Ionenstrom, um Signale entlang der Neuronen zu übertragen, und erleichtern die Übertragung in beide Richtungen. Der Raum zwischen zwei Neuronen in der chemischen Synapse ist größer und wird als synaptischer Sp alt bezeichnet. Neurotransmitter werden im synaptischen Sp alt verteilt, bis sie ihre spezifischen Rezeptoren finden. Zwei Neuronen in der elektrischen Synapse sind physikalisch durch Gap Junctions miteinander verbunden; daher ist der Platz sehr klein.
