סינפסה חשמלית

סינפסה חשמלית מהווה קשר מכני וחשמלי בין שני תאים שכנים בנקודה בה קיים מבנה אנטומי אשר כמעט מצמיד את התאים זה לזה, ומאפשר מעבר ביניהם. אזור זה של תקשורת בין התאים נקרא צומת מעבר ובאנגלית gap junction. מבנים כאלה קיימים בין תאים בהרבה רקמות בגוף, אבל כאשר הם מחברים תאי עצב הם מאפשרים מעבר של מסר חשמלי. הפער בין קרומי התאים באזורים אלה הוא כ-3.5 ננומטר, מרחק קצר משמעותית מהמרחק של 20 - עד 40 ננומטר המפריד בין תאים בסינפסות כימיות. בבעלי חיים רבים, סינפסות חשמליות קיימות ומתפקדות לצד סינפסות כימיות.

בהשוואה לסינפסות כימיות, סינפסות חשמליות מעבירות דחפים עצביים מהר יותר, אבל, בניגוד לסינפסות הכימיות הן לא מאפשרות גיוון במסרים או היפוך סימן.  בסינפסה חשמלית אין הבחנה ברורה בין תא פרה-סינפטי לתא פוסט סינפטי כמו בסינפסה כימית.תכונה זו מביאה למאפיין חשוב נוסף של סינפסות חשמליות שהוא אפשרות מעבר דו-כיוונית של המסר.  

האות הנוצר בתא הפוסט-סינפטי יהיה זהה בכיוונו לזה של התא הפרה-סינפטי.  האות המתקבל בתא הפוסט סינפטי יכול להיות קטן יותר, גדול יותר או שווה בערכו, כתלות בגודל התאים ובהתנגדות הכניסה. סינפסות חשמליות נמצאות לעיתים קרובות במערכות עצביות הדורשות את התגובה המהירה ביותר, כגון תגובות הגנה. 

 מבנה 
כל נקודת מגע (aka nexus junction) מכילה מספר רב של תעלות החוצות את הקרום של שני תאים. עם תעלה מרכזית בקוטר של כ-1.2 עד 2.0 ננומטר, התעלות האלה יוצרות ערוצים רחבים מספיק כדי לאפשר ליונים, ואפילו למולקולות בגודל בינוני כמו מולקולות איתות, לזרום בין תא אחד למשנהו, ובכך לחבר את הציטופלסמה של שני התאים. לפיכך, כאשר מתח הממברנה של תא אחד עובר שינויים, יונים יכולים לעבור מתא אחד למשנהו נושאים מטען איתם, ובכך לגרום לשינויים עוקבים במתח הממברנה של התא הצמוד.
ממוזער|connexon and connexin structure
התעלות עצמן מורכבות משני חצאים הנקראים connexons, כל מחצית נתרמת על ידי אחד מהתאים בסינפסה. Connexons עצמם בנויים משש יחידות חלבון משנה העוברות דרך קרום התא ארבע פעמים ואורכן 7.5 ננומטר, בשם connexins, אשר יכולות להיות זהות או שונות במקצת אחת מהשנייה.

 השפעות 
הפשטות של הסינפסות החשמליות מאפשרת סינפסות מהירות, אבל כאלה שיכולות לייצר רק התנהגויות פשוטות בהשוואה לסינפסות כימיות המורכבת יותר .
 ללא צורך בקולטנים לזהות שליחים כימיים, העברת אות בסינפסות חשמליות היא מהירה יותר מאשר זו המתרחשת בסינפסות כימיות, הסוג השולט של החיבורים בין תאי עצב. העברה כימית מקיימת השהייה סינפטית: הקלטות בסינפסות של דיונונים ובצמתי עצב-שריר של צפרדעים מעידות על השהייה של 4-0.5 אלפיות שנייה. לעומת זאת, העברה חשמלית מתרחשת כמעט ללא עיכוב. עם זאת, ההבדל במהירות ההעברה בין סינפסות כימיות וחשמליות איננו משמעותי עד כדי כך ביונקים, שטמפרטורת גופם קבועה, בניגוד לחיות שטמפרטורת גופם תלויה בטמפרטורת הסביבה.
 מאחר שסינפסות חשמליות אינן כוללות מוליכים עצביים (נוירוטרנסמיטורים), הן ניתנות פחות לוויסות ושינוי מאשר הסינפסות הכימיות.
 התגובה היא תמיד באותו סימן כמו המקור. לדוגמה, דפולריזציה של התא הפרה-סינפטי תמיד תגרום דפולריזציה בתא הפוסט-סינפטי, וכנ"ל עבור היפרפולריזציה.
 התגובה של תא העצב הפוסט-סינפטי היא בעלת משרעת קטנה יותר מאשר המשרעת במקור. מידת ההנחתה של האות היא תוצר של ההתנגדות בשני התאים המתקשרים.
 ניתן לראות שינויים ארוכי-טווח בסינפסות חשמליות. לדוגמה, שינויים בסינפסות חשמליות ברשתית, דווחו בתהליכים של הסתגלות לשינויים בעוצמות אור.
המהירות היחסית של הסינפסות החשמליות גם מאפשרת להרבה נוירונים לירות באופן סינכרוני. בגלל מהירות מעבר המסר, סינפסות חשמליות נמצאות ברשתות עצביות החולשות על פעולות כגון מנגנוני בריחה, או תהליכים אחרים הדורשים תגובות מהירות.

בדרך כלל, זרם יוני יכול לנוע בכל כיוון דרך סוג זה של סינפסה. עם זאת, לפעמים סינפסות כאלו מכילות תעלות יונים תלויות-מתח הנפתחות בתגובה לדפולריזציה של האקסון, ובכך נמנע הזרם באחד משני כיוונים. תוארו גם תעלות הנסגרות בתגובה לעליה בריכוז יוני סידן (Ca2+) או מימן (H+) בתוך התא, כדי לא להפיץ נזק מתא אחד למשנהו.

יש גם עדויות כי חלק מסינפסות ניחנות בגמישות (Plasticity) - משמע החיבור החשמלי יכול להתחזק או להחלש כתוצאה מפעילות, או במהלך שינויים בריכוז התוך-תאי של מגנזיום.

סינפסות חשמליות פעילות בחלקים נרחבים של מערכת העצבים המרכזית.

 לקריאה נוספת 
 Andrew L. Harris; Darren Locke (2009). Connexins, a guide. New York: Springer. p. 574. .
 Haas, Julie S.; Baltazar Zavala; Carole E. Landisman (2011). "Activity-dependent long-term depression of electrical synapses". Science. 334 (6054): 389–393. doi:10.1126/science.1207502. . Retrieved 2011-10-22.
 Hestrin, Shaul (2011). "The strength of electrical synapses". Science. 334 (6054): 315–316. doi:10.1126/science.1213894. . Retrieved 2011-10-22.

הערות שוליים

קטגוריה:אלקטרופיזיולוגיה
קטגוריה:תא
קטגוריה:רפואה
קטגוריה:מערכת העצבים