sinaps saraf terdiri dari gabungan tombol terminal dua neuron untuk informasi transmit. Dalam hubungan ini, neuron mengirimkan pesan, sementara satu bagian dari yang lain menerimanya.
Jadi, komunikasi biasanya terjadi dalam satu arah: dari tombol terminal neuron atau sel ke membran sel lain, meskipun benar ada beberapa pengecualian. Satu neuron dapat menerima informasi dari ratusan neuron.
Bagian dari neuron. Sumber: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
Setiap neuron menerima informasi dari tombol terminal sel saraf lain, dan pada gilirannya tombol terminal yang terakhir membuat sinapsis dengan neuron lain.
Indeks artikel
Konsep utama
Tombol terminal didefinisikan sebagai penebalan kecil di ujung akson, yang mengirimkan informasi ke sinaps. Padahal, akson adalah semacam “kawat” memanjang dan tipis yang membawa pesan dari nukleus neuron ke tombol terminalnya.
Tombol terminal sel saraf dapat bersinaps dengan membran soma atau dendrit.
Skema neuron
Soma atau badan sel berisi nukleus neuron; Ini memiliki mekanisme yang memungkinkan pemeliharaan sel. Sebaliknya, dendrit adalah cabang neuron seperti pohon yang dimulai dari soma.
Ketika potensial aksi berjalan melalui akson neuron, tombol terminal melepaskan bahan kimia. Zat-zat ini dapat memiliki efek rangsang atau penghambatan pada neuron yang terhubung dengan mereka. Di akhir seluruh proses, efek sinapsis ini memunculkan perilaku kita.
Potensial aksi adalah produk dari proses komunikasi di dalam neuron. Di dalamnya terjadi serangkaian perubahan pada membran akson yang menyebabkan pelepasan zat kimia atau neurotransmiter.
Neuron bertukar neurotransmiter di sinapsis mereka sebagai cara untuk mengirim informasi satu sama lain.
Struktur sinapsis neuron
Proses transmisi sinaptik di neuron
Neuron berkomunikasi melalui sinapsis, dan pesan ditransmisikan dengan melepaskan neurotransmiter. Bahan kimia ini berdifusi ke dalam ruang cair antara tombol terminal dan membran yang membentuk sinapsis.
saraf prasinaptik
Neuron yang melepaskan neurotransmiter melalui tombol terminalnya disebut neuron prasinaps. Sedangkan yang menerima informasi adalah neuron postsinaptik.
Neuron prasinaps (atas) dan neuron pascasinaps (bawah). Ruang prasinaps berada di antara keduanya
Ketika yang terakhir menangkap neurotransmiter, yang disebut potensi sinaptik diproduksi. Artinya, mereka adalah perubahan dalam potensial membran neuron postsinaptik.
Untuk berkomunikasi, sel harus mengeluarkan bahan kimia (neurotransmitter) yang dideteksi oleh reseptor khusus. Reseptor ini terdiri dari molekul protein khusus.
Fenomena ini hanya dibedakan oleh jarak antara neuron yang melepaskan zat dan reseptor yang menangkapnya.
Neuron pascasinaptik
Dengan demikian, neurotransmiter dilepaskan oleh tombol terminal neuron prasinaps dan dideteksi melalui reseptor yang terletak di membran neuron pascasinaps. Kedua neuron harus berada dalam jarak yang dekat agar transmisi ini terjadi.
Ruang sinaptik
Namun, bertentangan dengan kepercayaan populer, neuron yang membuat sinapsis kimia tidak bergabung secara fisik. Bahkan, di antara mereka ada ruang yang dikenal sebagai ruang sinaptik atau celah sinaptik.
Ruang ini tampaknya bervariasi dari sinapsis ke sinapsis, tetapi umumnya lebarnya sekitar 20 nanometer. Ada jaringan filamen di celah sinaptik yang menjaga neuron pra dan pasca sinaptik sejajar.
Potensial aksi
A. Pandangan skematis dari potensial aksi yang ideal. B. Rekaman nyata dari potensial aksi. Sumber: id: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)
Agar pertukaran informasi terjadi antara dua neuron atau sinapsis neuron, potensial aksi harus terjadi terlebih dahulu.
Fenomena ini terjadi pada neuron yang mengirimkan sinyal. Membran sel ini memiliki muatan listrik. Pada kenyataannya, membran semua sel dalam tubuh kita bermuatan listrik, tetapi hanya akson yang dapat memicu potensial aksi.
Perbedaan antara potensial listrik di dalam dan di luar neuron disebut potensial membran.
Perubahan listrik antara bagian dalam dan luar neuron ini dimediasi oleh konsentrasi ion yang ada, seperti natrium dan kalium.
Ketika ada pembalikan potensial membran yang sangat cepat, potensial aksi terjadi. Ini terdiri dari impuls listrik singkat, yang dilakukan akson dari soma atau nukleus neuron ke tombol terminal.
Harus ditambahkan bahwa potensial membran harus melebihi ambang eksitasi tertentu agar potensial aksi dapat terjadi. Impuls listrik ini diterjemahkan menjadi sinyal kimia yang dilepaskan melalui tombol terminal.
Bagaimana cara kerja sinapsis?
Neuron multipolar. Sumber: BruceBlaus [Domain publik]
Neuron mengandung kantung yang disebut vesikel sinaptik, yang bisa besar atau kecil. Semua tombol terminal memiliki vesikel kecil yang membawa molekul neurotransmitter di dalamnya.
Vesikel diproduksi dalam mekanisme yang terletak di soma yang disebut aparatus Golgi. Mereka kemudian diangkut dekat dengan tombol terminal. Namun, mereka juga dapat diproduksi pada tombol terminal dengan bahan “daur ulang”.
Ketika potensial aksi dikirim sepanjang akson, depolarisasi (eksitasi) sel prasinaps terjadi. Akibatnya, saluran kalsium neuron terbuka, memungkinkan ion kalsium masuk ke dalamnya.
Setelah kedatangan potensial aksi, neuron prasinaps mengalami depolarisasi dan saluran kalsium terbuka, memasuki ion
Ion-ion ini mengikat molekul pada membran vesikel sinaptik yang ada di tombol terminal. Membran tersebut pecah, menyatu dengan membran tombol terminal. Ini menghasilkan pelepasan neurotransmitter ke dalam ruang sinaptik.
Sitoplasma sel menangkap potongan-potongan membran yang tersisa dan membawanya ke tangki-tangki. Di sana mereka didaur ulang, menciptakan vesikel sinaptik baru dengan mereka.
Pelepasan neurotransmiter dari neuron prasinaps dan berikatan dengan reseptor pada neuron pascasinaps
Neuron postsinaptik memiliki reseptor yang menangkap zat yang berada di ruang sinaptik. Ini dikenal sebagai reseptor postsinaptik, dan ketika diaktifkan, mereka menyebabkan saluran ion terbuka.
Ilustrasi sinapsis kimia. Ketika saluran natrium yang cukup dibuka, sel postsinaptik mengalami depolarisasi dan potensial aksi berlanjut melalui neuron.
Ketika saluran ini terbuka, zat tertentu memasuki neuron, menyebabkan potensi postsinaptik. Ini dapat memiliki efek rangsang atau penghambatan pada sel tergantung pada jenis saluran ion yang telah dibuka.
Biasanya, potensi postsinaptik rangsang terjadi ketika natrium memasuki sel saraf. Sedangkan inhibitor dihasilkan oleh keluarnya kalium atau masuknya klorin.
Masuknya kalsium ke dalam neuron menyebabkan potensi postsinaptik rangsang, meskipun juga mengaktifkan enzim khusus yang menghasilkan perubahan fisiologis dalam sel ini. Misalnya, memicu perpindahan vesikel sinaptik dan pelepasan neurotransmiter.
Ini juga memfasilitasi perubahan struktural pada neuron setelah belajar.
Penyelesaian sinapsis
Potensial pascasinaps biasanya sangat singkat dan berakhir melalui mekanisme khusus.
Salah satunya adalah inaktivasi asetilkolin oleh enzim yang disebut asetilkolinesterase. Molekul neurotransmitter dikeluarkan dari ruang sinaptik dengan cara reuptake atau reabsorbsi oleh transporter yang berada di membran prasinaps.
Dengan demikian, baik neuron prasinaps dan pascasinaps memiliki reseptor yang menangkap keberadaan bahan kimia di sekitar mereka.
Ada reseptor prasinaptik yang disebut autoreseptor yang mengontrol jumlah neurotransmitter yang dilepaskan atau disintesis oleh neuron.
Jenis sinapsis
Sinapsis listrik
Ilustrasi sinapsis listrik. Potensi aksi dihargai
Di dalamnya terjadi transmisi saraf listrik. Kedua neuron secara fisik terhubung melalui struktur protein yang dikenal sebagai gap junction.
Struktur ini memungkinkan perubahan sifat listrik dari satu neuron untuk mempengaruhi yang lain secara langsung dan sebaliknya. Dengan cara ini, kedua neuron akan bertindak seolah-olah mereka adalah satu.
Sinapsis kimia
Skema sinapsis kimia. Sumber: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)
Neurotransmisi kimiawi terjadi pada sinapsis kimiawi. Neuron pra dan pascasinaps dipisahkan oleh ruang sinaptik. Potensial aksi di neuron prasinaps akan menyebabkan pelepasan neurotransmiter.
Ini mencapai celah sinaptik, yang tersedia untuk mengerahkan efeknya pada neuron postsinaptik.
Sinapsis rangsang
Contoh sinapsis neuron rangsang adalah refleks penarikan ketika kita kehabisan tenaga. Sebuah neuron sensorik akan mendeteksi objek panas, karena akan merangsang dendritnya.
Neuron ini akan mengirim pesan melalui aksonnya ke tombol terminalnya, yang terletak di sumsum tulang belakang. Tombol terminal neuron sensorik akan melepaskan bahan kimia yang dikenal sebagai neurotransmiter yang akan menggairahkan neuron yang bersinaps. Khususnya, ke interneuron (yang menengahi antara neuron sensorik dan motorik).
Ini akan menyebabkan interneuron mengirimkan informasi di sepanjang aksonnya. Pada gilirannya, tombol terminal interneuron mengeluarkan neurotransmiter yang menggairahkan neuron motorik .
Jenis neuron ini akan mengirim pesan di sepanjang aksonnya, yang menempel pada saraf untuk mencapai otot target. Setelah neurotransmiter dilepaskan oleh tombol terminal neuron motorik, sel-sel otot berkontraksi untuk menjauh dari objek panas.
Sinapsis penghambat
Jenis sinapsis ini agak lebih rumit. Ini akan diberikan dalam contoh berikut: bayangkan Anda mengeluarkan nampan yang sangat panas dari oven. Anda memakai sarung tangan untuk menghindari luka bakar, namun sarung tangan itu agak tipis dan panas mulai mengatasinya. Alih-alih menjatuhkan baki di lantai, Anda mencoba menahan panas sedikit sampai Anda meletakkannya di permukaan.
Reaksi penarikan tubuh kita terhadap stimulus yang menyakitkan akan membuat kita melepaskan objek, meskipun demikian, kita telah mengendalikan impuls ini. Bagaimana fenomena ini dihasilkan?
Panas dari nampan dirasakan, meningkatkan aktivitas sinapsis rangsang pada neuron motorik (seperti yang dijelaskan pada bagian sebelumnya). Namun, kegembiraan ini dilawan oleh penghambatan yang berasal dari struktur lain: otak kita.
Ini mengirimkan informasi yang menunjukkan bahwa jika kita menjatuhkan baki, itu bisa menjadi bencana total. Oleh karena itu, pesan dikirim ke sumsum tulang belakang yang mencegah refleks penarikan.
Untuk melakukan ini, akson dari neuron otak mencapai sumsum tulang belakang, di mana tombol terminalnya bersinaps dengan interneuron penghambat. Ini mengeluarkan neurotransmitter penghambat yang mengurangi aktivitas neuron motorik, menghalangi refleks penarikan.
Yang penting, ini hanya contoh. Prosesnya benar-benar lebih kompleks (terutama yang penghambatan), dengan ribuan neuron yang terlibat di dalamnya.
Kelas sinapsis menurut tempat terjadinya
– Sinapsis aksodendritik: dalam jenis ini, tombol terminal terhubung dengan permukaan dendrit. Atau, dengan duri dendritik, yang merupakan tonjolan kecil yang terletak di dendrit di beberapa jenis neuron.
– Sinapsis aksosomatik: dalam hal ini, tombol terminal bersinaps dengan soma atau nukleus neuron.
– Sinapsis axoaxonic : tombol terminal sel prasinaps terhubung dengan akson sel postsinaptik. Jenis sinapsis ini bekerja secara berbeda dari dua lainnya. Fungsinya untuk mengurangi atau meningkatkan jumlah neurotransmiter yang dikeluarkan oleh tombol terminal. Dengan demikian, ia mempromosikan atau menghambat aktivitas neuron prasinaps.
Sinapsis dendrodendritik juga telah ditemukan, tetapi peran pasti mereka dalam komunikasi saraf saat ini tidak diketahui.
Zat yang dilepaskan pada sinaps saraf
Selama komunikasi saraf, tidak hanya neurotransmiter seperti serotonin, asetilkolin, dopamin , norepinefrin, dll yang dilepaskan. Bahan kimia lain seperti neuromodulator juga dapat dilepaskan.
Dinamakan demikian karena memodulasi aktivitas banyak neuron di area otak tertentu. Mereka mensekresi dalam jumlah yang lebih besar dan menempuh jarak yang lebih jauh, menyebar lebih luas daripada neurotransmitter.
Jenis zat lain adalah hormon. Ini dilepaskan oleh sel-sel kelenjar endokrin, yang terletak di berbagai bagian tubuh seperti perut, usus, ginjal dan otak.
Hormon dilepaskan ke dalam cairan ekstraseluler (di luar sel), dan kemudian diambil oleh kapiler. Mereka kemudian didistribusikan ke seluruh tubuh melalui aliran darah. Zat ini dapat mengikat neuron yang memiliki reseptor khusus untuk mengambilnya.
Dengan demikian, hormon dapat mempengaruhi perilaku, mengubah aktivitas neuron yang menerimanya. Misalnya, testosteron tampaknya meningkatkan agresivitas di sebagian besar mamalia.
Referensi
- Carlson, NR (2006). Fisiologi perilaku Ed 8. Madrid: Pearson. hal: 32-68.
- Cowan, WM, Sudhof, T. & Stevens, CF (2001). sinapsis. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
- Sinapsis listrik. (sf). Diakses pada 28 Februari 2017, dari Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (nd). Neuron, Sinapsis, Potensial Aksi, dan Neurotransmisi. Diakses pada 28 Februari 2017, dari CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, & Wallace, BG (2001). Dari Neuron ke Otak, edisi ke-4. Sunderland, MA: Sinauer.
- Sinapsis. (sf). Diakses pada 28 Februari 2017, dari University of Washington: fakultas.washington.edu.