Tipi di sinapsi: la comunicazione neuronale

Grazie alla trasmissione sinaptica, l'impulso nervoso è in grado di passare da un neurone all'altro o anche a un muscolo. Ma quanti tipi di sinapsi ci sono?

Affinché il cervello funzioni correttamente, i neuroni devono poter comunicare tra loro. Queste interazioni funzionali tra i neuroni sono chiamate sinapsi. Ma come si verifica questa interconnessione? Quanti tipi di sinapsi esistono?

Apparentemente, sono riconosciute due principali modalità di trasmissione sinaptica: la sinapsi elettrica e la sinapsi chimica. In generale, la comunicazione sinaptica di solito avviene tra la terminazione dell’assone (la parte più lunga) della cellula nervosa trasmittente e il soma cellulare del neurone ricevente.

Tuttavia, contrariamente a quanto si potrebbe pensare, tale comunicazione non avviene per contatto diretto. I neuroni sono separati l’uno dall’altro da un piccolo solco: lo spazio sinaptico o intersinaptico. Come vedremo in questo articolo, infatti, i due tipi di sinapsi sono connessioni interneuronali, ma ogni tipo possiede caratteristiche proprie. Se volete conoscerle e scoprirne di più, continuate a leggere!

Tipi di sinapsi

La sinapsi chimica

Nella sinapsi chimica, l’informazione viene trasmessa dai neurotrasmettitori. Questo è il motivo per cui questa connessione sinaptica prende il nome di “chimica”. I neurotrasmettitori hanno il compito di trasmettere il messaggio.

Queste sinapsi sono asimmetriche e ciò significa che non si verificano esattamente allo stesso modo da un neurone all’altro. Esse sono anche unidirezionali: il neurone post-sinaptico, quello che riceve la sinapsi, non può trasmettere le informazioni al neurone pre-sinaptico, che invia la sinapsi.

La sinapsi chimica ha altre caratteristiche specifiche. Per esempio, mostra un’elevata plasticità, ovvero le sinapsi che sono state più attive trasmetteranno le informazioni più facilmente. Questa plasticità consente l’adattamento ai cambiamenti nell’ambiente. Il nostro sistema nervoso è intelligente e privilegia quei percorsi di comunicazione che usiamo con maggiore frequenza.

Questo tipo di sinapsi ha il vantaggio di essere in grado di modulare la trasmissione dell’impulso. Ma come ci riesce? Grazie alla capacità di modulare tre aspetti:

• Il neurotrasmettitore.
• La frequenza di emissione.
• L’intensità dell’impulso.

In sintesi, la trasmissione chimica tra i neuroni è prodotta da neurotrasmettitori che possono essere modificati. Detto ciò, non resta che analizzare la trasmissione della sinapsi chimica nel suo funzionamento:

Come funziona la sinapsi chimica

1. Il neurotrasmettitore viene sintetizzato e conservato in vescicole.
2. Un potenziale d’azione invade la membrana pre-sinaptica.
3. Quindi, la depolarizzazione del terminale pre-sinaptico provoca l’apertura di canali di calcio dipendenti dalla tensione.
4. Viene favorito l’afflusso di calcio attraverso i canali.
5. Questo minerale fa fondere le vescicole alla membrana pre-sinaptica.
6. Fatto ciò, il neurotrasmettitore viene rilasciato nella fessura sinaptica tramite esocitosi.
7. Il neurotrasmettitore si lega ai recettori nella membrana post-sinaptica.
8. Successivamente, ha luogo l’apertura o la chiusura dei canali post-sinaptici.
9. Quindi, la corrente post-sinaptica innesca dei potenziali post-sinaptici eccitatori o inibitori che modificano l’eccitabilità della cellula post-sinaptica.
10. Infine, avviene il recupero della membrana vescicolare di quella plasmatica.

La sinapsi elettrica

Alle sinapsi elettriche, l’informazione viene trasmessa tramite correnti locali. Non si verifica, inoltre, alcun ritardo sinaptico (il tempo necessario affinché la connessione sinaptica avvenga).

Questo tipo di sinapsi presenta alcune caratteristiche opposte alle sinapsi chimiche. Anzitutto, è simmetrica, bidirezionale e una bassa plasticità. Quest’ultimo elemento implica che l’informazione venga sempre trasmessa allo stesso modo. In altre parole, quando un potenziale d’azione si verifica in un neurone, si replica in quello successivo.

Questi due tipi di sinapsi possono coesistere?

È ormai noto che sinapsi chimiche ed elettriche coesistono nella maggior parte degli organismi e nelle strutture cerebrali. Tuttavia, sono ancora in fase di analisi i dettagli relativi alle proprietà e alla distribuzione di queste due modalità di trasmissione (1).

Sembra che la ricerca si sia concentrata sul meccanismo d’azione della sinapsi chimica. Si sa molto meno, dunque, riguardo a quelle elettriche. Come abbiamo spiegato prima, si pensava che le sinapsi elettriche fossero tipiche degli invertebrati e dei vertebrati a sangue freddo. Tuttavia, ora una grande quantità di dati indica che le sinapsi elettriche sono ampiamente distribuite anche nel cervello dei mammiferi (2).

Per concludere, sembra che entrambe le sinapsi, sia chimica che elettrica, cooperino e interagiscano ampiamente. La velocità della sinapsi elettrica potrebbe essere combinata con la plasticità della trasmissione chimica consentendo di prendere decisioni o dare risposte diverse a  uno stesso stimolo, in momenti diversi.