सिनैप्टिक ट्रांसमिशन (तुलनात्मक)

संकेत एक उत्तेजित कोशिका से दूसरी में कैसे गुजरते हैं, चाहे गैप जंक्शनों के तीव्र विद्युत युग्मन के माध्यम से या सिनैप्टिक फांक के पार न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज के रासायनिक रिले के माध्यम से।

Definition

सिनैप्टिक ट्रांसमिशन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक संकेत को प्रीसिनैप्टिक कोशिका से पोस्टसिनैप्टिक कोशिका तक पहुंचाया जाता है, या तो गैप जंक्शनों के माध्यम से विद्युत रूप से या न्यूरोट्रांसमीटर के विनियमित रिलीज द्वारा रासायनिक रूप से जो पोस्टसिनैप्टिक रिसेप्टर्स को बांधता है और लक्ष्य कोशिका के झिल्ली कंडक्टेंस को बदलता है।

Scope

यह विषय जानवरों में सिनैप्स के शरीर विज्ञान को शामिल करता है: रासायनिक सिनैप्स की संरचना, कैल्शियम-ट्रिगर न्यूरोट्रांसमीटर का क्वांटल रिलीज, पोस्टसिनैप्टिक रिसेप्टर और कंडक्टेंस परिवर्तन, और सीधे कोशिकाओं को जोड़ने वाले विद्युत सिनैप्स के साथ इसका अंतर। यह उत्तेजक और निरोधात्मक पोस्टसिनैप्टिक क्षमता, अस्थायी और स्थानिक योग, और अल्पकालिक प्लास्टिसिटी को संबोधित करता है, जो क्लासिक अकशेरुकी और न्यूरोमस्कुलर तैयारी पर आधारित है। उपचार औषधीय नुस्खे के बजाय तुलनात्मक और यांत्रिक है।

Core questions

• तंत्रिका टर्मिनल पर एक क्रिया क्षमता न्यूरोट्रांसमीटर के रिलीज को कैसे ट्रिगर करती है?
• न्यूरोट्रांसमीटर असतत क्वांटल पैकेट में क्यों जारी होता है, और कैल्शियम की क्या भूमिका है?
• पोस्टसिनैप्टिक रिसेप्टर्स एक रासायनिक संकेत को उत्तेजना या निषेध में कैसे परिवर्तित करते हैं?
• रासायनिक सिनैप्स के बजाय विद्युत सिनैप्स का उपयोग कब किया जाता है, और उनके फायदे और नुकसान क्या हैं?

Key theories

ट्रांसमीटर रिलीज की क्वांटल परिकल्पना

न्यूरोट्रांसमीटर असतत बहुआणविक पैकेट (क्वांटा) में जारी होता है जो सिनैप्टिक वेसिकल्स के अनुरूप होता है, इसलिए पोस्टसिनैप्टिक प्रतिक्रिया एक इकाई लघु क्षमता के पूर्णांक गुणकों से बनी होती है।

रिलीज की कैल्शियम परिकल्पना

प्रीसिनैप्टिक टर्मिनल का विध्रुवण वोल्टेज-गेटेड Ca2+ चैनलों को खोलता है, और परिणामस्वरूप संक्षिप्त Ca2+ प्रवेश वेसिकल संलयन और ट्रांसमीटर रिलीज के लिए तत्काल ट्रिगर होता है।

Mechanisms

जब एक क्रिया क्षमता एक रासायनिक सिनैप्टिक टर्मिनल पर आक्रमण करती है, तो वोल्टेज-गेटेड Ca2+ चैनल खुलते हैं और स्थानीय Ca2+ प्रवेश न्यूरोट्रांसमीटर-भरे वेसिकल्स के प्रीसिनैप्टिक झिल्ली के साथ संलयन को ट्रिगर करता है। जारी ट्रांसमीटर फांक के पार फैलता है और पोस्टसिनैप्टिक रिसेप्टर्स को बांधता है: आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स सीधे आयन चैनलों को गेट करते हैं ताकि तेजी से उत्तेजक या निरोधात्मक पोस्टसिनैप्टिक क्षमताएं उत्पन्न हो सकें, जबकि मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स धीमी, मॉड्यूलेटरी प्रभावों के लिए दूसरे संदेशवाहकों के माध्यम से कार्य करते हैं। ट्रांसमीटर क्रिया को पुनःग्रहण या एंजाइमी टूटने से समाप्त किया जाता है। कई छोटे पोस्टसिनैप्टिक क्षमताएं समय और स्थान में जुड़कर यह निर्धारित करती हैं कि पोस्टसिनैप्टिक कोशिका थ्रेशोल्ड तक पहुंचती है या नहीं। विद्युत सिनैप्स इस रसायन विज्ञान को बायपास करते हैं, बहुत तेज, अक्सर द्विदिश, सिग्नलिंग के लिए गैप-जंक्शन चैनलों के माध्यम से सीधे करंट पास करते हैं।

Clinical relevance

न्यूरोमस्कुलर जंक्शन के क्लासिक अध्ययनों ने उन सिद्धांतों को स्थापित किया जो तंत्रिका एजेंटों, विषाक्त पदार्थों, न्यूरोमस्कुलर ब्लॉकर्स और रिसेप्टर्स और ट्रांसपोर्टरों को लक्षित करने वाली कई दवाओं की क्रिया की व्याख्या करते हैं; वही ढांचा सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी के अध्ययन को रेखांकित करता है। यह प्रविष्टि शैक्षिक तुलनात्मक शरीर विज्ञान है, न कि उपचार मार्गदर्शन।

History

ओटो लोवी द्वारा रासायनिक न्यूरोट्रांसमिशन का प्रदर्शन और एक्लेस द्वारा पोस्टसिनैप्टिक क्षमता की इंट्रासेलुलर रिकॉर्डिंग ने रासायनिक सिनैप्स की स्थापना की, जबकि काट्ज़ और सहयोगियों ने क्वांटल रिलीज और कैल्शियम ट्रिगर को प्रकट करने के लिए मेंढक न्यूरोमस्कुलर जंक्शन का उपयोग किया। तुलनात्मक कार्य ने बाद में अकशेरुकी और कशेरुकी तंत्रिका तंत्रों में विद्युत सिनैप्स और मॉड्यूलेटरी ट्रांसमिशन के व्यापक उपयोग का मानचित्रण किया।

Key figures

• Bernard Katz
• Ricardo Miledi
• John Eccles
• Otto Loewi

Seminal works

• katzmiledi1967
• randall2002
• kandel2021

Frequently asked questions

न्यूरोट्रांसमीटर का एक क्वांटम क्या है?

यह एक एकल सिनैप्टिक वेसिकल में निहित ट्रांसमीटर की मात्रा है; रिलीज एक सतत धारा के बजाय इस पैकेट के पूर्ण-संख्या गुणकों में होता है।

विद्युत और रासायनिक सिनैप्स कैसे भिन्न होते हैं?

विद्युत सिनैप्स बहुत तेज सिग्नलिंग के लिए गैप जंक्शनों के माध्यम से कोशिकाओं के बीच सीधे करंट पास करते हैं, जबकि रासायनिक सिनैप्स न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज का उपयोग करते हैं, जिससे प्रवर्धन, संकेत परिवर्तन और मॉड्यूलेशन की अनुमति मिलती है लेकिन एक संक्षिप्त देरी जुड़ जाती है।