विद्युत सिनैप्स
| Electrical synapse | |
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 Diagram of a gap junction | |
| Anatomical terminology |
एक विद्युत अन्तर्ग्रथन दो पड़ोसी न्यूरॉन्स के बीच एक यांत्रिक और विद्युत कंडक्टर (सामग्री) लिंक है जो पूर्व और पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन्स के बीच एक संकीर्ण अंतराल पर बनता है जिसे गैप जंक्शन के रूप में जाना जाता है। गैप जंक्शनों पर, ऐसी कोशिकाएं एक दूसरे के लगभग 3.8 एनएम के भीतर पहुंचती हैं,[1] 20- से 40-नैनोमीटर की दूरी की तुलना में बहुत कम दूरी जो रासायनिक अन्तर्ग्रथन पर कोशिकाओं को अलग करती है।[2] कई में[specify] जानवरों, विद्युत अन्तर्ग्रथन-आधारित प्रणालियाँ रासायनिक अन्तर्ग्रथन के साथ सह-अस्तित्व में हैं।
रासायनिक सिनैप्स की तुलना में, विद्युत सिनैप्स तंत्रिका आवेगों को तेजी से संचालित करते हैं, लेकिन, रासायनिक सिनैप्स के विपरीत, उनमें गेन (इलेक्ट्रॉनिक्स) की कमी होती है - पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन में संकेत मूल न्यूरॉन की तुलना में समान या छोटा होता है। इलेक्ट्रिकल सिनैप्स को मानने के लिए मूलभूत आधार उन कनेक्शनों के नीचे आते हैं जो दो न्यूरॉन्स के बीच गैप जंक्शन में स्थित होते हैं। इलेक्ट्रिकल सिनैप्स अक्सर तंत्रिका तंत्र में पाए जाते हैं जिन्हें सबसे तेज़ संभव प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है, जैसे कि रक्षात्मक सजगता। इलेक्ट्रिकल सिनैप्स की एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि वे ज्यादातर द्विदिश होते हैं (किसी भी दिशा में आवेग संचरण की अनुमति देते हैं)।[3][4]
संरचना
प्रत्येक गैप जंक्शन (उर्फ नेक्सस जंक्शन) में कई गैप जंक्शन आयन चैनल होते हैं जो दोनों कोशिकाओं की कोशिका झिल्ली को पार करते हैं।[5] लगभग 1.2 से 2.0 एनएम के लुमेन व्यास के साथ,[2][6] गैप जंक्शन चैनल का छिद्र इतना चौड़ा होता है कि आयनों और यहां तक कि मध्यम आकार के अणुओं जैसे सिग्नलिंग अणुओं को एक कोशिका से दूसरी कोशिका में प्रवाहित करने की अनुमति देता है,[2][7] जिससे दो कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य को जोड़ा जा सके। इस प्रकार जब एक कोशिका की झिल्ली क्षमता में परिवर्तन होता है, तो आयन एक कोशिका से दूसरी कोशिका में जा सकते हैं, उनके साथ धनात्मक आवेश होता है और पश्च-अन्तर्ग्रथनी कोशिका का विध्रुवण होता है।
गैप जंक्शन फ़नल दो हेमी-चैनलों से बने होते हैं जिन्हें कशेरूकियों में संबंध कहा जाता है, एक निष्कर्ष में प्रत्येक कोशिका द्वारा योगदान दिया जाता है।[2][6][8] कनेक्शंस छह 7.5 एनएम लंबे, चार-पास झिल्ली-फैले हुए प्रोटीन सबयूनिट से बनते हैं, जिन्हें connexin कहा जाता है, जो एक दूसरे से समान या थोड़ा भिन्न हो सकते हैं।[6]
एक उलझन में होना एक विद्युत (या रासायनिक) अन्तर्ग्रथन है जो तब बनता है जब एक न्यूरॉन का अक्षतंतु अपने स्वयं के डेन्ड्राइट के साथ समन्वयित होता है।
प्रभाव
हालांकि एक अलग अल्पसंख्यक, वे मानव शरीर में कुछ क्षेत्रों में पाए जाते हैं, जैसे कि हाइपोथैलेमस। विद्युत सिनैप्स की सरलता के परिणामस्वरूप ऐसे सिनेप्स होते हैं जो तेज़ होते हैं, लेकिन अधिक जटिल रासायनिक सिनैप्स की तुलना में केवल सरल व्यवहार उत्पन्न कर सकते हैं।[9]
- रासायनिक दूतों को पहचानने के लिए रिसेप्टर्स की आवश्यकता के बिना, विद्युत सिनैप्स पर सिग्नल ट्रांसमिशन रासायनिक सिनैप्स में होने वाले सिग्नल ट्रांसमिशन की तुलना में अधिक तेज़ होता है, जो न्यूरॉन्स के बीच प्रमुख प्रकार के जंक्शन होते हैं। रासायनिक संचरण सिनैप्टिक विलंब प्रदर्शित करता है - स्क्वीड सिनैप्स और मेंढक के न्यूरोमस्कुलर जंक्शनों से रिकॉर्डिंग 0.5 से 4.0 मिलीसेकंड की देरी को प्रकट करती है - जबकि विद्युत संचरण लगभग बिना किसी देरी के होता है। हालांकि, रासायनिक और विद्युत सिनैप्स के बीच गति में अंतर स्तनधारियों में उतना स्पष्ट नहीं है जितना कि ठंडे खून वाले जानवरों में है।[6]*चूंकि इलेक्ट्रिकल सिनैप्स में न्यूरोट्रांसमीटर शामिल नहीं होते हैं, इलेक्ट्रिकल न्यूरोट्रांसमिशन रासायनिक न्यूरोट्रांसमिशन की तुलना में कम संशोधित होता है।
- प्रतिक्रिया हमेशा स्रोत के समान संकेत होती है। उदाहरण के लिए, प्री-सिनैप्टिक झिल्ली का विध्रुवण हमेशा पोस्ट-सिनैप्टिक झिल्ली में एक विध्रुवण को प्रेरित करेगा, और हाइपरपोलराइजेशन (जीव विज्ञान) के लिए इसके विपरीत।
- पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन में प्रतिक्रिया सामान्य रूप से स्रोत की तुलना में आयाम में छोटी होती है। सिग्नल के क्षीणन की मात्रा झिल्ली विद्युत प्रतिरोध और प्रीसानेप्टिक और पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन्स के संचालन के कारण होती है।
- विद्युत सिनैप्स में दीर्घकालिक परिवर्तन देखे जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, रेटिना में विद्युत सिनैप्स में परिवर्तन रेटिना के प्रकाश और अंधेरे अनुकूलन के दौरान देखा जाता है।[10]
इलेक्ट्रिकल सिनैप्स की सापेक्ष गति भी कई न्यूरॉन्स को समकालिक रूप से आग लगाने की अनुमति देती है।[5][6]Cite error: Closing </ref> missing for <ref> tag[11]
इलेक्ट्रिकल सिनैप्स पूरे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में मौजूद हैं और विशेष रूप से नियोकॉर्टेक्स, समुद्री घोड़ा, थैलेमिक जालीदार नाभिक, ठिकाना coeruleus, अवर जैतून नाभिक, ट्राइजेमिनल नर्व के मेसेंसेफिलिक न्यूक्लियस, घ्राण बल्ब, रेटिना और रीढ़ की हड्डी में अध्ययन किया गया है।[12] विवो में पाए जाने वाले कार्यात्मक गैप जंक्शनों के अन्य उदाहरण स्ट्रिएटम, सेरिबैलम और सुपरचियासमतिक नाभिक में हैं।[13][14]
इतिहास
20 वीं शताब्दी की शुरुआत में तंत्रिका तंत्र के संगठन के लिए सीधे जुड़े हुए कोशिकाओं के जालीदार नेटवर्क का मॉडल शुरुआती परिकल्पनाओं में से एक था। इस रेटिकुलर सिद्धांत को अब प्रमुख न्यूरॉन सिद्धांत के साथ सीधे संघर्ष करने के लिए माना जाता था, एक मॉडल जिसमें पृथक, व्यक्तिगत न्यूरॉन्स एक दूसरे को रासायनिक रूप से अन्तर्ग्रथनी अंतराल में संकेत देते हैं। ये दो मॉडल 1906 में फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार के लिए पुरस्कार समारोह में एकदम विपरीत थे, जिसमें यह पुरस्कार संयुक्त रूप से कैमिलस गोल्गी, रेटिकुलिस्ट और व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त सेल जीवविज्ञानी, और न्यूरॉन के चैंपियन सैंटियागो रेमन वाई काजल को दिया गया था। सिद्धांत और आधुनिक तंत्रिका विज्ञान के जनक। गोल्गी ने अपना नोबेल व्याख्यान सबसे पहले दिया, जिसमें तंत्रिका तंत्र के एक रेटिकुलर मॉडल के लिए साक्ष्य का विवरण दिया गया था। इसके बाद रामोन वाई काजल ने मंच संभाला और अपने व्याख्यान में गोल्गी के निष्कर्षों का खंडन किया। हालांकि, रासायनिक और विद्युत सिनैप्स के सह-अस्तित्व की आधुनिक समझ बताती है कि दोनों मॉडल शारीरिक रूप से महत्वपूर्ण हैं; यह कहा जा सकता है कि नोबेल पुरस्कार #चयन ने संयुक्त रूप से पुरस्कार देने में बड़ी दूरदर्शिता के साथ काम किया।
बीसवीं शताब्दी के पहले दशकों में न्यूरॉन्स के बीच सूचना का संचरण रासायनिक या विद्युत था, इस पर पर्याप्त बहस हुई थी, लेकिन ओटो लोई के न्यूरॉन्स और हृदय की मांसपेशियों के बीच रासायनिक संचार के प्रदर्शन के बाद रासायनिक सिनैप्टिक ट्रांसमिशन को एकमात्र उत्तर के रूप में देखा गया था। इस प्रकार विद्युत संचार की खोज आश्चर्यजनक थी।
1950 के दशक के अंत में क्रेफ़िश में एस्केप-संबंधी विशाल न्यूरॉन्स के बीच पहली बार इलेक्ट्रिकल सिनैप्स का प्रदर्शन किया गया था, और बाद में कशेरुकियों में पाए गए।[3]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Kandel, ER; Schwartz, JH; Jessell, TM (2000). Principles of Neural Science (4th ed.). New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-8385-7701-1.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 Hormuzdi SG, Filippov MA, Mitropoulou G, Monyer H, Bruzzone R (March 2004). "Electrical synapses: a dynamic signaling system that shapes the activity of neuronal networks". Biochim. Biophys. Acta. 1662 (1–2): 113–37. doi:10.1016/j.bbamem.2003.10.023. PMID 15033583.
- ↑ 3.0 3.1 Purves, Dale; George J. Augustine; David Fitzpatrick; William C. Hall; Anthony-Samuel LaMantia; James O. McNamara & Leonard E. White (2008). Neuroscience (4th ed.). Sinauer Associates. pp. 85–88. ISBN 978-0-87893-697-7.
- ↑ Purves, Dale; George J. Augustine; David Fitzpatrick; William C. Hall; Anthony-Samuel LaMantia; Richard D. Mooney; Leonard E. White & Michael L. Platt (2018). Neuroscience (6th ed.). Oxford University Press. pp. 86–87. ISBN 978-1605353807.
- ↑ 5.0 5.1 Gibson JR, Beierlein M, Connors BW (January 2005). "Functional properties of electrical synapses between inhibitory interneurons of neocortical layer 4". J. Neurophysiol. 93 (1): 467–80. doi:10.1152/jn.00520.2004. PMID 15317837.
- ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 Bennett MV, Zukin RS (February 2004). "Electrical coupling and neuronal synchronization in the Mammalian brain". Neuron. 41 (4): 495–511. doi:10.1016/S0896-6273(04)00043-1. PMID 14980200. S2CID 18566176.
- ↑ Kandel, Schwartz & Jessell 2000, pp. 178–180
- ↑ Kandel, Schwartz & Jessell 2000, p. 178
- ↑ Kandal, et al., Chapter 10
- ↑ Dr. John O'Brien || Faculty Biography || The Department of Ophthalmology and Visual Science at the University of Texas Medical School at Houston
- ↑ Activity-Dependent; Synapses, Electrical; Haas, Julie S.; et al. (2011). "Activity-dependent long-term depression of electrical synapses". Science. 334 (6054): 389–93. Bibcode:2011Sci...334..389H. doi:10.1126/science.1207502. PMID 22021860. S2CID 35398480.
- ↑ Electrical synapses in the mammalian brain, Connors & Long, "Annu Rev Neurosci" 2004;27:393-418
- ↑ Eugenin, Eliseo A.; Basilio, Daniel; Sáez, Juan C.; Orellana, Juan A.; Raine, Cedric S.; Bukauskas, Feliksas; Bennett, Michael V. L.; Berman, Joan W. (2012-09-01). "The role of gap junction channels during physiologic and pathologic conditions of the human central nervous system". Journal of Neuroimmune Pharmacology. 7 (3): 499–518. doi:10.1007/s11481-012-9352-5. ISSN 1557-1904. PMC 3638201. PMID 22438035.
- ↑ Pereda, Alberto E.; Curti, Sebastian; Hoge, Gregory; Cachope, Roger; Flores, Carmen E.; Rash, John E. (2013-01-01). "Gap junction-mediated electrical transmission: regulatory mechanisms and plasticity". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1828 (1): 134–146. doi:10.1016/j.bbamem.2012.05.026. ISSN 0006-3002. PMC 3437247. PMID 22659675.
अग्रिम पठन
- Andrew L. Harris; Darren Locke (2009). Connexins, a guide. New York: Springer. p. 574. ISBN 978-1-934115-46-6.
- Haas, Julie S.; Baltazar Zavala; Carole E. Landisman (2011). "Activity-dependent long-term depression of electrical synapses". Science. 334 (6054): 389–393. Bibcode:2011Sci...334..389H. doi:10.1126/science.1207502. PMID 22021860. S2CID 35398480.
- Hestrin, Shaul (2011). "The strength of electrical synapses". Science. 334 (6054): 315–316. Bibcode:2011Sci...334..315H. doi:10.1126/science.1213894. PMC 4458844. PMID 22021844.
