【生物】化学突触和电突触的差异
突触是神经元之间或神经元与肌细胞、腺体之间进行通信的特异性接头。神经元与肌肉细胞之间的突触称为神经–肌肉接头。神经元之间的突触可分为化学突触和电突触两大类,其中化学突触更为常见。它们都属于神经系统中神经元之间互联的结构区域。尽管它们都是神经网络的重要组成部分,但在结构、传递方式及特点等方面存在许多区别。
一、结构差异
电突触的突触间隙非常窄,仅约 3 nm,连接形式为低电阻的缝隙连接,使电流能够直接从一个细胞流向另一个细胞。电突触的每一侧细胞膜上都有一个镶嵌在膜内外的大分子蛋白质,称为连接子,其相对分子质量约为 25000,由 6 个连接蛋白形成同源六聚体。每个相邻细胞的 6 个连接蛋白相互对接,形成一个六角形的中间带孔的非选择性水相通道,直径约为 1.5 nm。
化学突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成。化学突触具有极性,突触前膜和突触后膜的结构不同,因此突触传递只能沿一个方向进行。神经元的轴突末梢分支膨大成小球状,称为突触小体,通常与另一个神经元的胞体或突起平行形成突触。突触前膜和突触后膜比一般神经细胞膜略增厚,是特化的神经细胞膜。突触前膜与突触后膜之间的突触间隙宽约为 20 至 30 nm。
特点 | 电突触 | 化学突触 |
---|---|---|
突触间隙 | 非常窄,仅约 3 nm | 宽约 20 至 30 nm |
连接形式 | 低电阻缝隙连接,电流直接流向另一个细胞 | 通过突触前膜、突触间隙和突触后膜传递信号 |
蛋白质结构 | 连接子由 6 个连接蛋白形成同源六聚体,形成六角形孔道 | 突触前膜和突触后膜为特化神经细胞膜结构 |
信号传递方向 | 双向传递 | 具有极性,仅能沿一个方向进行传递 |
二、存在部位差异
电突触主要存在于无脊椎动物和低等脊椎动物的中枢及外周神经系统中。在非神经细胞中,电突触还广泛存在于内脏的平滑肌细胞、心肌细胞、肝细胞、胰岛 B 细胞及眼角膜上皮细胞等处。除此之外,哺乳动物进行的突触传递大多是化学突触。
三、传递方式差异
电突触通过电信号(电流)进行传递。
而化学突触则主要通过化学信号进行传递,即依靠神经递质与受体的结合传递信号。
四、传递特点差异
电突触传递速度快,神经冲动通过电突触时不会延迟,且可双向传递。
化学突触由于神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜,因此是单向传递,并且存在突触延迟现象。
五、生理学意义差异
在生命活动中,需要快速并同步活动的神经元之间多通过电突触实现。
而细致的协调活动,特别是前面活动需要影响后续活动的情况(如学习、记忆等),则是由化学突触实现的。