Synap thần kinh trung ương: synap hóa và synap điện

Thông tin được truyền trong hệ thần kinh trung ương chủ yếu nhờ việc tạo điện thế hoạt động qua một loạt các tế bào thần kinh nối tiếp nhau, được gọi là các xung thần kinh. Tuy nhiên, mỗi một xung động thần kinh từ tế bào này (1) có thể bị chặn lại không tiếp tục truyền sang tế bào khác; (2) có thể được chuyển đổi từ một xung duy nhất thành chuỗi xung lặp đi lặp lại; hoặc (3) cũng có thể được kết hợp với xung động của tế bào thần kinh khác để tạo thành một chuỗi xung phức tạp tới tế bào thần kinh tiếp.

Hình. Giải phẫu sinh lý của khớp thần kinh hóa học (A) và khớp thần kinh điện (B).

Có 2 loại synap chính là synap hóa và synap điện. Hầu hết loại synap được sử dụng để truyền thông tin trong hệ thần kinh trung ương của con người là synap hóa học. Ở loại synap này, tế bào trước synap sẽ tiết ra tại cúc synap của nó một chất hóa học được gọi là chất truyền đạt thần kinh, và các chất này lần lượt tác động lên các receptor ở màng sau synap để kích thích, ức chế, hay thay đổi độ nhạy của sợi thần kinh đó. Cho đến nay đã có hơn 40 chất dẫn truyền thần kinh quan trọng được phát hiện. Trong đó có những chất đã được biết đến nhiều như: acetylcholine, norepinephrine, epinephrine, histamine, gamma­aminobutyric acid (GABA), glycine, serotonin, và glutamate.

Như vậy, sự dẫn truyền tín hiệu tại ở loại synap hóa học chỉ theo 1 chiều, từ sợi thần kinh tiết ra chất dẫn truyền (được gọi là sợi trước synap) đến sợi sau nó (được gọi là sợi sau synap) - đó là một đặc tính cực kì quan trọng, khác với synap điện là tín hiệu có thể đi theo 2 chiều. Cơ chế dẫn truyền 1 chiều này cho phép tín hiệu chỉ đi theo mục tiêu cụ thể giúp hệ thần kinh thực hiện vô số các chức năng của nó: chức năng cảm giác, vận động, ghi nhớ…

Ở loại synap điện, bào tương của các tế bào liền kề nhau được kết nối trực tiếp bởi các kênh ion được gọi là vùng kết nối, nó cho phép các ion qua lại tự do từ tế bào thần kinh này đến tế bào khác. Bằng cách này, các hoạt động điện thế sẽ được truyền từ sợi cơ trơn nội tạng này đến sợi cơ trơn tiếp theo, từ tế bào cơ tim này đến tế bào cơ tim tiếp theo.

Mặc dù hầu hết các synap ở não bộ là synap hóa học, nhưng synap điện cũng có thể cùng tồn tại và tương hỗ với synap hóa học trong hệ thần kinh trung ương. Sự truyền tín hiệu theo 2 chiều của loại synap điện cho phép chúng phối hợp các hoạt động của một nhóm lớn các sợi thần kinh liền kề. Ví dụ, khi có sự kích thích dưới ngưỡng khử cực ở một nhóm các tế bào thần kinh một cách đồng thời, synap điện có thể nhận ra và làm tăng độ nhạy của chúng gây ra sự khử cực.