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。
神経細胞は電気的に興奮する細胞で、神経系全体に神経インパルスを伝達する。
しかし、ニューロン間にはシナプスとして知られる接合部が確認される。
神経細胞はシナプスを介して互いに通信する。
シナプスは、神経インパルスを伝達するメカニズムに基づいて、2つのタイプに分類される。
それらは化学的シナプスと電気的シナプスです。
ほとんどのシナプスは化学的シナプスです。
神経インパルスの伝達は、神経伝達物質と呼ばれる化学的メッセンジャーによって行われます。
電気的シナプスでは、神経インパルスはイオンの流れによって伝達されます。
シナプスとは
シナプスとは、2つの神経細胞の間の接合部です。
シナプスはニューロン間の機能的な接触部位として機能し、ニューロン間の神経インパルス の伝達を助ける。
シナプスは 2 つの樹状突起、樹状突起と軸索、あるいは樹状突起と他のニューロンの細胞体との間に見出される。
図1に、神経細胞を介した神経インパルスの伝達の様子を示す。
図1：神経インパルスの伝わり方
シナプスには、化学的シナプスと電気的シナプスの2種類があります。
典型的なシナプスの構成要素は、シナプス前膜、シナプス間隙、シナプス後膜の3つです。
シナプスを介して神経細胞はどのように相互通信しているのか？
神経細胞は、軸索の細胞膜上で発生す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、神経インパルスを標的へ伝達するために、シナプスを通じて第二のニューロンへ伝達される必要がある。
しかし、シナプスを介した神経インパルスの伝達の仕方は異なる。
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する。
化学シナプス。シナプスの伝達
化学シナプスは、活動電位が化学信号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は化学シナプスで構成されている。
化学シナプスの中には、シナプス間隙と呼ばれるかなりの隙間があります。
その隙間の距離は10-20nmにもなる。
化学シナプスを介した神経インパルスの伝達は、神経伝達物質と呼ばれる化学メッセンジャーによって行われる。
これらの神経伝達物質は、シナプス前膜の近くにあるシナプス小胞に貯蔵されています。
活動電位がシナプス前細胞の末端に到達すると、シナプス前膜にある電位依存性Ca2+イオンチャネルが活性化し、細胞へのCa2+流入が増加する。
一般に、神経細胞の外側ではCa2+濃度が高くなります。
Ca2+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する。
図2に化学シナプスの伝達の様子を示す。
図2：化学的シナプス
これらの神経伝達物質はシナプス間隙を拡散し、シナプス後膜の受容体に結合する。
シナプス後膜の受容体は、神経伝達物質が結合すると、さまざまな種類のイオンチャネルを開閉する。
これにより、シナプス後膜は脱分極または過分極を起こします。
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、活動電位を発生させる。
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、活動電位を発生させにくくする。
電気シナプス。シナプスの伝達
電気的シナプスは、シナプス前細胞からシナプス後細胞へのイオンフローによって活動電位が伝達される接合部です。
主に低脊椎動物や無脊椎動物に存在する。
また、哺乳類の脳にも存在する。
一般に、電気シナプスは化学シナプスに比べて高速で神経インパルスを伝達する。
電気シナプスは、シナプス間隙を持たないか、あるいは小さなシナプス間隙を持つことがあります。
電気シナプスはギャップジャンクションによって形成される。
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る。
図3は、電気シナプスの働きを示している。
図3: 電気的シナプス
A-シナプス前神経細胞、B-シナプス後神経細胞、1-ミトコンドリア、2-イオンチャネル、3-電気信号
しかし、電気シナプスは化学シナプスのようにEPSPをIPSPに、IPSPをEPSPに変化させることはできない。
結論
神経細胞は、神経系の構造的および機能的な単位です。
シナプスは、神経細胞間の神経インパルスの伝達を担う神経細胞間の隙間です。
神経系には、化学的シナプスと電気的シナプスの2種類があります。
化学的シナプスは、神経伝達物質と呼ば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、シナプス前細胞からシナプス後細胞へのイオンフローによって神経インパルスを伝達する。
