Sinapsi - Comunicazione tra cellule

Sinapsi e comunicazione tra cellule

Sinapsi non sono entità isolate. Le cellule comunicano attivamente tra loro. Nel neurone l'informazione è elaborata e codificata sotto forma di frequenza e modalità di scarica dei potenziali d'azione che propagano poi lungo l'assone. Il trasferimento di questa informazione da una cellula all'altra avviene in zone di sinapsi, contatto funzionale, dette sinapsi.

Struttura della sinapsi

Dal punto di vista strutturale una sinapsi è formata da:

• Cellula presinaptica = la sorgente del segnale che deve essere trasferito.
• Fessura sinaptica = spazio intersinaptico, più o meno esiguo, che separa le membrane plasmatiche delle due cellule che formano la sinapsi.
• Cellula postsinaptica = è la destinataria dell'informazione in transito.

La trasmissione dell'informazione tra la cellula pre e quella postsinaptica avviene con due meccanismi diversi a seconda che si tratti di sinapsi elettrica o chimica.

Sinapsi elettriche

Le cellule pre e postsinaptica della sinapsi elettrica sono separate da una fessura. I connessioni sinaptici sono ridotti e accoppiati da canali chiamati connessioni, formati dalla giustapposizione di due emicanali, gli emiconnessoni presenti sulle membrane di entrambe le cellule pre e postsinaptiche. Ogni emiconnessone è composto da 6 subunità proteiche, dette connessine, disposte lungo una circonferenza che delimita un poro centrale. Tutte queste strutture appaiate formano la gap junction.

Il diametro interno dei connessioni consente il transito non solo di ioni, ma anche di piccoli metaboliti come i nucleotidi, ciclici e non, l'inositolo trifosfato (IP₃) e piccoli protidi. Questo è importante dal punto di vista funzionale in quanto le cellule accoppiate tramite sinapsi elettriche non solo sono in grado di scambiarsi informazioni sotto forma di corrente ionica, ma possono essere accoppiate anche dal punto di vista metabolico funzionale, dato che i piccoli metaboliti segnale prodotti a livello di una o poche cellule possono diffondere anche a quelle adiacenti attraverso i connessioni, rendendo di fatto l'insieme di cellule un sincizio funzionale.

Mentre alcuni connessioni risultano essere sempre aperti, altri sono modulati dal pH o dal calcio intracellulare. L'apertura e chiusura dei connessioni avviene grazie a un movimento di rotazione concertato delle 6 subunità che formano il connessone.

Una corrente che è stata generata, per esempio, dall'apertura di canali ionici voltaggio-dipendenti presenti sulla membrana plasmatica si propaga attraverso una sinapsi elettrica verso la cellula postsinaptica in modo elettrotonico secondo la legge di Ohm.

Legge di Ohm

Si considerino 2 cellule unite da sinapsi elettrica che siano a riposo, quindi hanno lo stesso potenziale di membrana. Se nella cellula presinaptica entra una corrente (per esempio depolarizzante), il suo potenziale di membrana cambia, per cui si stabilisce una differenza di potenziale tra le due cellule: per la legge di Ohm ne consegue la generazione di una corrente che fluisce da una cellula all'altra, proporzionale alla differenza di potenziale e inversamente proporzionale alla resistenza intercellulare prodotta dai connessioni. Questa corrente determina una variazione del potenziale di membrana della cellula postsinaptica.

La trasmissione attraverso una sinapsi elettrica, basata sul passaggio elettrotonico di corrente tra le due cellule coinvolte nella sinapsi, possiede alcune caratteristiche importanti per il loro utilizzo soprattutto a livello dei tessuti eccitabili. Le caratteristiche sono:

• Rapidità: Il segnale elettrico si propaga velocemente.