Sinapsi elettrica

La sinapsi elettrica è molto diffusa in natura e non rappresenta una giunzione cellulare specifica del sistema nervoso. Sinapsi elettriche si ritrovano in cellule appartenenti a numerosi tessuti, comprese le fibre muscolari cardiache e lisce, le cellule gliali, le cellule di diversi epiteli e quelle ghiandolari e sono costituite dalla produzione di una continuità citoplasmatica tra due cellule contigue attraverso particolari canali di membrana espressi da ambedue le cellule.
Questo tipo di sinapsi si basa sulla presenza di giunzioni intervallate o comunicanti, che sono costituite da canali di membrana (connessoni). Ciascun connessone rappresenta una sorta di semicanale che è normalmente chiuso e può aprirsi solo se accoppiato con un semicanale di una cellula adiacente. Quando questo accoppiamento avviene, i due semicanali possono formare un canale che attraversa ambedue le membrane e mette in diretta comunicazione i due ambienti cellulari. Le gap junctions permettono lo scambio di ioni diversi e molecole o metaboliti con massa fino a 1000 dalton (Da). Un semicanale è costituito da 6 subunità chiamate connessine.
Le sinapsi elettriche sono bidirezionali, poiché i due elementi sinaptici sono strutturalmente equivalenti, e ciò è molto utile dal punto di vista della sincronizzazione funzionale tra 2 o più cellule. Esse mostrano un ritardo esiguo nella trasmissione dell’impulso da una cellula all’altra perché una variazione del potenziale di membrana è trasmessa con grande velocità alla cellula adiacente dalla diffusione ionica attraverso i connessoni. Questo è importante nei casi in cui sia richiesta una grande velocità di risposta a uno stimolo (reazione di fuga).
Le sinapsi elettriche hanno un basso grado di plasticità rispetto alle sinapsi chimiche a causa della semplicità dei meccanismi di trasmissione. L’unica caratteristica che le rende plastiche è la conduttanza giunzionale, cioè il grado di apertura dei connessoni fra due cellule.
Le gap junctions sono proteine regolate sia a livello di sintesi che di funzionalità. L’espressione delle connessine è regolata in maniera tessuto-specifica. Cellule adiacenti differenti possono produrre semicanali diversi.
A seconda del tipo di connessina che li forma, due semicanali possono formare canali funzionali o non funzionali, e quindi una cellula adesa a più cellule diverse può formare giunzioni comunicanti con alcune di tali cellule ma non con altre. Nel sistema nervoso questa selettività permette la formazione di compartimenti cellulari metabolicamente connessi tra loro ma separati da altri. L’apertura delle varie connessine è modulata da fattori endogeni quali l’attività di protein chinasi, sia A (PKA) che C (PKC), e dalla concentrazione di ioni calcio e da fattori esogeni: influenze esercitate da ormoni o da altre molecole dell’ambiente extracellulare.