Связность нейронов - как они связаны физически

Нейроны подвешены , как вы говорите, во внеклеточном матриксе . Ткани мозга немного более специфичны. Здесь я процитирую несколько резюме из литературы, чтобы ответить и дать вам точку зрения на ваш основной вопрос. Жирным шрифтом я выделяю важные утверждения, которые отличают ВКМ мозга от ВКМ других частей тела.

Баррос, Франко и Мюллер, 2011 : Удивительное количество гликопротеинов внеклеточного матрикса экспрессируется в динамических паттернах в развивающейся и взрослой нервной системе. Нервные стволовые клетки, нейроны и глия экспрессируют рецепторы, которые обеспечивают взаимодействие со специфическими молекулами внеклеточного матрикса. Функциональные исследования in vitroа генетические исследования на мышах предоставили доказательства того, что внеклеточный матрикс влияет практически на все аспекты развития и функционирования нервной системы. Здесь мы обобщим недавние открытия, которые пролили свет на специфические функции определенных молекул внеклеточного матрикса в таких разнообразных процессах, как дифференцировка нервных стволовых клеток, миграция нейронов, формирование аксональных трактов, а также созревание и функция синапсов в периферических и центральных нервах. нервная система.

Ruoslahti, 1996 : Внеклеточный матрикс ткани мозга взрослого человека имеет уникальный состав. Отличительной чертой этой матрицы является присутствие лектиканов, протеогликанов, содержащих лектиновый домен и домен, связывающий гиалуроновую кислоту. Адгезивные/антиадгезивные белки семейства гиалуроновой кислоты и тенасцина также широко распространены. Белки матрикса, распространенные в других тканях, почти отсутствуют во взрослом мозге. Внеклеточный матрикс головного мозга, по-видимому, оказывает трофическое воздействие на нейрональные клетки и влияет на рост нейритов. Уникальный состав этого матрикса может быть ответственным за устойчивость ткани головного мозга к инвазии опухолями ненейронального происхождения.

Дитятев и др. 2010 : Внеклеточный матрикс (ECM) центральной нервной системы хорошо известен как миграционный и диффузионный барьер, который позволяет захватывать и представлять факторы роста их рецепторам на поверхности клетки.Недавние данные подчеркивают важность молекул ECM как синаптических и перисинаптических каркасов, которые направляют кластеризацию рецепторов нейротрансмиттеров в постсинаптическом компартменте и создают барьеры для уменьшения латеральной диффузии мембранных белков от синапсов. ВКМ также способствует миграции и дифференцировке стволовых клеток в нейрогенной нише и организует поляризованную локализацию ионных каналов и транспортеров на контактах между астроцитарными отростками и кровеносными сосудами. Таким образом, ECM способствует функциональной компартментализации головного мозга.

Это правда, что нейроны в мозге очень редки во внеклеточном матриксе. Но я хотел бы сказать, что существует несколько типов синапсов.

Первый, о котором вы говорили, это химический синапс , соединяющий синаптическую кнопку первого нейрона с постсинаптической мембраной второго нейрона. Таким образом, в этом случае вы думаете, что прямого контакта пре- и постсинаптических мембран нет, а электрический сигнал преобразуется и передается как нейротрансмиттер через синаптическую щель. Следует отметить, что и аксоны, и синаптическая щель «покрыты» другими типами клеток, особым типом глиальных клеток, шванновской клеткой, которая вызывает скачкообразный характер электрического сигнала через аксон и на уровне синапса действует по порядку. для обратного захвата освобожденных нейротрансмиттеров.

Второй тип — электрические синапсы . В этом пост- и пресинаптические компартменты нейронов физически связаны щелевым соединением: они структурно состоят из двух полуканалов, называемых коннексонами, и заставляют цитоплазму сообщаться, и, таким образом, электрические сигналы продолжают распространяться благодаря этим соединениям. В этом случае соединение между такими клетками сближается примерно на 3,8 нм друг от друга, создавая механическую и электрическую непрерывность ( Шериар Г.Хормуздиа и др., 2004 ) .

Таким образом, когда вы говорите, что «нейроны связаны только через синапс и физической связи нет», это довольно упрощенно. В действительности химические синапсы также механически «соединены» большим количеством молекул клеточной адгезии, которые действуют, чтобы создавать и модулировать связь между нейронами. Например, они включают нейрексины и нейролигины или белки домена Ig и т. д. (Missler M, et al. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012). Действительно, основные различия между электрическими и химическими с. это способы, которыми нейронные клетки общаются. У последних расстояние между пре- и постсинаптическими мембранами больше по сравнению с электрическим.