Struktur sinapsis: sinapsis listrik dan kimia

Struktur dan jenis sinapsis

Formasi terminal proses neuron (ujung saraf) dibagi menjadi reseptor, efektor, dan interneuronal. Ujung reseptor adalah formasi terminal dendrit pada organ. Ujung efektor merupakan bentukan terminal akson pada organ kerja. Ujung interneuronal adalah formasi terminal akson pada permukaan tubuh neuron atau proses sel saraf lain.

Ujung eferen dan interneuronal memastikan transisi eksitasi dari serabut saraf ke otot, kelenjar atau sel saraf. Formasi struktural yang menjamin transisi ini disebut sinapsis.

Sinaps adalah hubungan yang melaluinya masing-masing unit fungsional individu sistem saraf mengaktifkan atau menghambat unit fungsional yang mengikutinya, mengarahkan sinyal yang masuk ke sistem saraf pusat melalui satu jalur atau lainnya, misalnya dari unit sensorik ke unit motorik.

Sinapsis bersifat periferal dan sentral. Contoh sinapsis perifer adalah sinapsis neuromuskular, tempat neuron melakukan kontak dengan serat otot. Sinapsis pada sistem saraf disebut sinapsis sentral ketika dua neuron bersentuhan.

Ada lima jenis sinapsis, bergantung pada bagian mana neuron bersentuhan: 1) akso-dendritik (akson suatu sel berkontak dengan dendrit sel lain); 2) axo-somatic (akson dari satu sel bersentuhan dengan soma sel lain); 3) axo-axonal (akson suatu sel bersentuhan dengan akson sel lain); 4) dendro-dendritik (dendrit suatu sel bersentuhan dengan dendrit sel lain); 5) somo-somatik (soma dua sel saling bersentuhan). Sebagian besar kontak adalah axo-dendritic dan axo-somatic.

Sinaps terdiri dari tiga bagian: terminal presinaptik, celah sinaptik, dan membran postsinaptik. Terminal presinaptik (plak sinaptik) merupakan bagian lanjutan dari terminal akson. Celah sinaptik adalah ruang antara dua neuron yang saling bersentuhan. Diameter celah sinaptik adalah 10-20 nm. Membran terminal prasinaptik yang menghadap celah sinaptik disebut membran prasinaptik. Bagian ketiga dari sinapsis adalah membran postsinaptik, yang terletak berhadapan dengan membran prasinaps.

Jenis transmisi informasi melalui sinapsis bergantung pada besarnya celah sinaptik. Jika jarak antar membran neuron tidak melebihi 2-4 nm atau saling bersentuhan, maka sinapsis tersebut adalah listrik, karena sambungan semacam itu menyediakan sambungan listrik dengan resistansi rendah antara sel-sel ini, memungkinkan potensial listrik ditransfer secara langsung atau secara elektrotonik dari sel ke sel. Proporsi sinapsis listrik pada sistem saraf pusat sangat kecil. Sinapsis kimia - ini yang paling banyak tampilan yang rumit koneksi di sistem saraf pusat. Secara morfologis, ini berbeda dari bentuk koneksi lain dengan adanya celah sinaptik yang terdefinisi dengan baik dan fakta bahwa dengan itu membran berorientasi atau terpolarisasi secara ketat dalam arah dari neuron ke neuron. Dalam sinapsis seperti itu, interaksi antar neuron dilakukan dengan menggunakan penengah- zat aktif biologis yang dilepaskan dari ujung prasinaps. Di ujung prasinaps sinapsis kimia terdapat vesikel - vesikel, yang memiliki paling banyak ukuran yang berbeda(dari 20 hingga 150 atau lebih) dan diisi dengan berbagai bahan kimia yang memfasilitasi perpindahan aktivitas dari satu sel ke sel lainnya.

Sel otot dan kelenjar ditransmisikan melalui formasi struktural khusus - sinapsis.

Sinaps- struktur yang menjamin konduksi sinyal dari satu ke yang lain. Istilah ini diperkenalkan oleh ahli fisiologi Inggris C. Sherrington pada tahun 1897.

Struktur sinapsis

Sinapsis terdiri dari tiga elemen utama: membran prasinaps, membran pascasinaps, dan celah sinaptik (Gbr. 1).

Beras. 1. Struktur sinapsis: 1 - mikrotubulus; 2 - mitokondria; 3 - vesikel sinaptik dengan pemancar; 4 - membran prasinaps; 5 - membran pascasinaps; 6 - reseptor; 7 - celah sinaptik

Beberapa elemen sinapsis mungkin memiliki nama lain. Misalnya, plak sinaptik adalah sinapsis antara, pelat ujung adalah membran pascasinaps, dan plak motorik adalah ujung prasinaptik dari akson pada serat otot.

Membran prasinaps menutupi ujung saraf yang diperluas, yang merupakan alat neurosekretori. Bagian prasinaps mengandung vesikel dan mitokondria yang menyediakan sintesis mediator. Mediator disimpan dalam butiran (gelembung).

Membran pascasinaps - bagian membran sel yang menebal yang bersentuhan dengan membran prasinaps. Ia memiliki saluran ion dan mampu menghasilkan potensial aksi. Selain itu, ia mengandung struktur protein khusus - reseptor yang merasakan aksi mediator.

Celah sinaptik adalah ruang antara membran prasinaps dan pascasinaps, berisi cairan yang komposisinya mirip.

Beras. Struktur sinapsis dan proses yang dilakukan selama transmisi sinyal sinaptik

Jenis sinapsis

Sinapsis diklasifikasikan berdasarkan lokasi, sifat tindakan, dan metode transmisi sinyal.

Berdasarkan lokasi Mereka membedakan sinapsis neuromuskular, neuroglandular dan neuroneuronal; yang terakhir, pada gilirannya, dibagi menjadi axo-axonal, axo-dendritic, axo-somatic, dendro-somatic, dendro-dendrotic.

Berdasarkan sifat tindakannya Sinapsis pada struktur perseptif dapat bersifat rangsang atau penghambatan.

Dengan metode transmisi sinyal sinapsis dibagi menjadi listrik, kimia, dan campuran.

Tabel 1. Klasifikasi dan jenis sinapsis

Klasifikasi sinapsis dan mekanisme transmisi eksitasi

Sinapsis diklasifikasikan sebagai berikut:

berdasarkan lokasi - periferal dan pusat;
berdasarkan sifat tindakannya - menggairahkan dan menghambat;
dengan metode transmisi sinyal - kimia, listrik, campuran;
menurut mediator yang melaluinya penularan dilakukan - kolinergik, adrenergik, serotonergik, dll.

Kegembiraan ditularkan melalui mediator(perantara).

Mediator- molekul zat kimia yang menjamin transmisi eksitasi melalui sinapsis. Dengan kata lain bahan kimia, terlibat dalam transfer eksitasi atau penghambatan dari satu sel tereksitasi ke sel lainnya.

Properti mediator

Disintesis dalam neuron
Akumulasi di ujung sel
Dilepaskan ketika ion Ca2+ muncul di terminal prasinaps
Memiliki efek spesifik pada membran postsinaptik

Berdasarkan struktur kimianya, mediator dapat dibedakan menjadi amina (norepinefrin, dopamin, serotonin), asam amino (glisin, asam gamma-aminobutirat) dan polipeptida (endorfin, enkephalin). Asetilkolin dikenal terutama sebagai pemancar rangsang dan ditemukan di berbagai bagian sistem saraf pusat. Pemancar terletak di vesikel penebalan prasinaps (plak sinaptik). Mediator disintesis dalam sel neuron dan dapat disintesis ulang dari metabolit pembelahannya di celah sinaptik.

Ketika terminal akson tereksitasi, membran plak sinaptik mengalami depolarisasi, menyebabkan ion kalsium mengalir dari lingkungan ekstraseluler ke ujung saraf melalui saluran kalsium. Ion kalsium merangsang pergerakan vesikel sinaptik ke membran prasinaps, fusinya dengannya, dan selanjutnya pelepasan pemancar ke celah sinaptik. Setelah penetrasi ke dalam celah tersebut, pemancar berdifusi ke membran postsinaptik yang mengandung reseptor di permukaannya. Interaksi pemancar dengan reseptor menyebabkan pembukaan saluran natrium, yang berkontribusi pada depolarisasi membran postsinaptik dan munculnya potensi postsinaptik rangsang. Pada sinapsis neuromuskular potensi ini disebut potensial pelat ujung. Arus lokal muncul antara membran postsinaptik yang terdepolarisasi dan bagian terpolarisasi yang berdekatan dari membran yang sama, yang mendepolarisasi membran menjadi tingkat kritis diikuti oleh pembangkitan potensial aksi. Potensi aksi menyebar ke seluruh membran, misalnya serat otot dan menyebabkan kontraksinya.

Pemancar yang dilepaskan ke celah sinaptik berikatan dengan reseptor membran postsinaptik dan dibelah oleh enzim yang sesuai. Dengan demikian, kolinesterase menghancurkan neurotransmitter asetilkolin. Setelah ini, sejumlah produk pemecahan mediator memasuki plak sinaptik, di mana asetilkolin disintesis ulang darinya.

Tubuh tidak hanya mengandung sinapsis rangsang, tetapi juga sinapsis penghambatan. Menurut mekanisme transmisi eksitasi, mereka mirip dengan sinapsis rangsang. Pada sinapsis penghambatan, pemancar (misalnya, asam gamma-aminobutirat) berikatan dengan reseptor pada membran pascasinaps dan mendorong pembukaan di dalamnya. Dalam hal ini, penetrasi ion-ion ini ke dalam sel diaktifkan dan hiperpolarisasi membran postsinaptik berkembang, menyebabkan munculnya potensi penghambatan postsinaptik.

Kini telah ditemukan bahwa satu mediator dapat berikatan dengan beberapa reseptor berbeda dan menginduksi reaksi berbeda.

Sinapsis kimia

Sifat fisiologis sinapsis kimia

Sinapsis dengan transmisi eksitasi kimia memiliki sifat tertentu:

eksitasi dilakukan dalam satu arah, karena pemancar hanya dilepaskan dari plak sinaptik dan berinteraksi dengan reseptor pada membran postsinaptik;
penyebaran eksitasi melalui sinapsis terjadi lebih lambat dibandingkan sepanjang serabut saraf (penundaan sinaptik);
transmisi eksitasi dilakukan dengan menggunakan mediator tertentu;
ritme perubahan eksitasi di sinapsis;
sinapsis bisa menjadi lelah;
sinapsis sangat sensitif terhadap berbagai bahan kimia dan hipoksia.

Transmisi sinyal satu arah. Sinyal ditransmisikan hanya dari membran prasinaps ke membran pascasinaps. Ini mengikuti ciri-ciri struktural dan sifat-sifat struktur sinaptik.

Transmisi sinyal lambat. Disebabkan oleh keterlambatan sinaptik dalam transmisi sinyal dari satu sel ke sel lainnya. Keterlambatan ini disebabkan oleh waktu yang dibutuhkan untuk proses pelepasan transmitter, difusinya ke membran postsinaptik, pengikatan pada reseptor membran postsinaptik, depolarisasi dan konversi potensial postsinaptik menjadi AP (potensial aksi). Durasi penundaan sinaptik berkisar antara 0,5 hingga 2 ms.

Kemampuan untuk merangkum efek sinyal yang tiba di sinapsis. Penjumlahan ini muncul jika sinyal selanjutnya tiba di sinapsis melalui waktu singkat(1-10 ms) setelah yang sebelumnya. Dalam kasus seperti itu, amplitudo EPSP meningkat dan frekuensi AP yang lebih tinggi dapat dihasilkan pada neuron pascasinaps.

Transformasi ritme kegembiraan. Frekuensi impuls saraf yang tiba di membran prasinaps biasanya tidak sesuai dengan frekuensi AP yang dihasilkan oleh neuron pascasinaps. Pengecualian adalah sinapsis yang mengirimkan eksitasi dari serabut saraf ke otot rangka.

Labilitas rendah dan kelelahan sinapsis yang tinggi. Sinapsis dapat menghantarkan 50-100 impuls saraf per detik. Ini 5-10 kali lebih kecil dari frekuensi AP maksimum yang dapat direproduksi oleh serabut saraf ketika distimulasi secara listrik. Jika serabut saraf dianggap praktis tidak kenal lelah, maka kelelahan berkembang sangat cepat di sinapsis. Hal ini terjadi karena penipisan cadangan pemancar, sumber energi, perkembangan depolarisasi terus-menerus pada membran postsinaptik, dll.

Sensitivitas sinapsis yang tinggi terhadap aksi zat aktif biologis, obat dan racun.

Misalnya, racun strychnine memblokir fungsi sinapsis penghambatan di sistem saraf pusat dengan mengikat reseptor yang sensitif terhadap mediator glisin. Toksin tetanus menghambat sinapsis penghambatan, mengganggu pelepasan pemancar dari terminal prasinaps. Dalam kedua kasus tersebut, fenomena yang mengancam jiwa berkembang. Contoh pengaruh zat aktif biologis dan racun pada transmisi sinyal di sinapsis neuromuskular dibahas di atas. Sifat fasilitasi dan depresi transmisi sinoptik.

Fasilitasi transmisi sinaptik terjadi ketika impuls saraf tiba di sinapsis setelah waktu yang singkat (10-50 ms) satu demi satu, yaitu. cukup sering. Selain itu, selama periode waktu tertentu, setiap PD berikutnya yang tiba di membran prasinaps menyebabkan peningkatan kandungan pemancar di celah sinaptik, peningkatan amplitudo EPSP, dan peningkatan efisiensi transmisi sinaptik.

Salah satu mekanisme fasilitasi adalah akumulasi ion Ca2 di terminal prasinaps. Dibutuhkan beberapa puluh milidetik bagi pompa kalsium untuk mengeluarkan sebagian kalsium yang masuk ke terminal sinaptik pada saat kedatangan AP. Jika pada saat ini potensial aksi baru tiba, maka sebagian kalsium baru memasuki terminal dan efeknya pada pelepasan neurotransmitter ditambahkan ke jumlah sisa kalsium yang tidak sempat dikeluarkan oleh pompa kalsium dari neuroplasma. terminal. Ada mekanisme lain untuk pengembangan bantuan. Fenomena ini di manual klasik disebut juga dalam fisiologi potensiasi pasca-tetanik.

Fasilitasi transmisi sinaptik penting dalam berfungsinya mekanisme memori, untuk pembentukan refleks terkondisi dan pembelajaran. Fasilitasi transmisi sinyal mendasari perkembangan plastisitas sinaptik dan peningkatan fungsinya dengan seringnya aktivasi.

Depresi (penghambatan) transmisi sinyal di sinapsis berkembang ketika impuls saraf yang sangat sering (untuk sinapsis neuromuskular lebih dari 100 Hz) tiba di membran prasinaps. Dalam mekanisme perkembangan fenomena depresi, penipisan cadangan pemancar di terminal prasinaps, penurunan sensitivitas reseptor membran pascasinaps terhadap pemancar, dan perkembangan depolarisasi persisten pada membran pascasinaps, yang mempersulit pembangkitan. AP pada membran sel postsinaptik, adalah penting.

Sinapsis listrik hambatan listrik antara dua membran. Berkat ketersediaannya saluran melintang antara membran dan resistansi rendah, impuls listrik dengan mudah melewati membran. Sinapsis listrik biasanya merupakan karakteristik sel dengan tipe yang sama.

Akibat paparan suatu stimulus, potensial aksi prasinaps merangsang membran pascasinaps, tempat terjadinya potensial aksi yang merambat.

Ditandai dengan kecepatan lebih tinggi konduksi eksitasi dibandingkan dengan sinapsis kimia dan sensitivitas rendah terhadap bahan kimia.

Sinapsis listrik memiliki transmisi eksitasi satu dan dua arah.

Sinapsis penghambatan listrik juga ditemukan di dalam tubuh. Efek penghambatan berkembang karena aksi arus yang menyebabkan hiperpolarisasi membran postsinaptik.

Dalam sinapsis campuran, eksitasi dapat ditransmisikan menggunakan impuls listrik dan mediator.

Juga akibat aktivitas sel saraf kecil. Tapi ini sangat diperlukan dan pekerjaan yang sulit tidak mungkin terjadi tanpa sinapsis, yang menjamin interaksi neuron dan menghubungkannya ke dalam jaringan saraf tunggal.

Jika Anda menerjemahkan kata “sinaps” dari bahasa Yunani, Anda mendapatkan “koneksi.” Ini adalah tempat komunikasi, hubungan dua neuron. Tampaknya, apa yang istimewa dari koneksi biasa? Tapi sinapsislah yang memungkinkan impuls melewati rantai sel saraf dan memainkan peran penting dalam semuanya.

Tempat sinapsis pada sistem saraf

Salah satu tugas utama neuron adalah menyimpan dan memproses informasi yang datang dari dunia luar. Dari organ sensorik, otot, ligamen, dll., sinyal listrik lemah berjalan sepanjang serabut saraf ke otak, di mana sinyal tersebut menyebar di sepanjang sirkuit saraf, menciptakan fokus eksitasi dan hubungan antara neuron individu, pusat, dan bagian otak. Ini adalah ringkasan dari semua proses dalam jiwa kita: dari refleks tanpa syarat yang paling sederhana hingga aktivitas mental yang paling kompleks.

Perambatan impuls saraf terjadi karena proses yang ada di neuron. Dendrit pendek dan bercabang tinggi dikhususkan untuk menerima sinyal dari neuron lain. Satu sel saraf dapat memiliki hingga 1500 dendrit. Namun serabut saraf pengirimnya - akson - ada satu, namun panjang dan bisa mencapai 1,5 meter. Dengan menghubungkan ke proses dendritik, akson mentransmisikan sinyal dari satu neuron ke neuron lainnya.

Namun masalahnya adalah impuls seringkali tidak dapat lewat secara langsung, karena antara “cabang” dendrit satu sel saraf dan akson sel saraf lainnya terdapat celah - ruang yang berisi zat antar sel.

Hal berikut ini terjadi: selama pergerakan impuls, biologis reaksi kimia, molekul protein terbentuk - neurotransmitter atau mediator (mediator) - dan menyumbat celah tersebut, menciptakan semacam jembatan untuk lewatnya sinyal.

Beginilah apa yang disebut sinapsis oleh ahli fisiologi Inggris Charles Sherrington pada tahun 1897 muncul.

Struktur sinapsis

Jika kita menganggap bahwa ukuran sel saraf jarang melebihi 100 mikron, maka persimpangan serat pengirim dan penerima dari dua neuron umumnya mikroskopis. Meski demikian, sinapsis memiliki struktur kompleks, yang mencakup tiga bagian utama:

Ujung saraf dari “cabang” dendrit, yang merupakan penebalan mikroskopis yang disebut membran prasinaps. Ini adalah bagian yang sangat penting dari sinapsis, yang bertanggung jawab untuk sintesis molekul protein.
Penebalan serupa pada prosesus akson. Ia memiliki reseptor khusus yang memungkinkannya menerima sinyal dari mediator. Ini adalah membran postsinaptik.
Celah sinaptik tempat terbentuknya pemancar - molekul protein yang menghantarkan impuls. Bagian sinapsis ini sekaligus menghalangi lewatnya sinyal dan menjadi penyebab munculnya molekul protein yang tidak hanya berperan sebagai “jembatan”, tetapi juga berperan dalam berfungsinya sistem saraf dan tubuh secara keseluruhan.

Fungsi senyawa protein ini beragam, karena neuron memproduksinya jenis yang berbeda mediator dan mereka komposisi kimia memiliki berbagai efek pada proses dalam sistem saraf. Selain itu, pengaruh ini begitu kuat sehingga sebagian besar mengendalikan reaksi mental, dan kekurangan salah satu protein pun dapat menyebabkan penyakit serius, seperti penyakit Parkinson atau penyakit Alzheimer.

Lebih dari 60 jenis neurotransmiter dengan sifat berbeda kini telah ditemukan dan dipelajari. Berikut ini contoh beberapa di antaranya:

Norepinefrin adalah hormon. Ini memiliki efek merangsang, meningkatkan aktivitas semua sistem tubuh dan menambah rasa marah pada keadaan emosi kita.
Serotonin. Fungsinya beragam: mulai dari melancarkan proses pencernaan hingga mempengaruhi tingkat hasrat seksual.
Glutamat diperlukan untuk mengingat dan menyimpan informasi, namun kelebihannya bersifat racun dan dapat menyebabkan kematian sel saraf.
Dopamin adalah hormon kebahagiaan, sumber emosi positif, memberikan keadaan bahagia. Dan pada saat yang sama, protein ini, seperti banyak protein lainnya, memastikan efisiensi proses kognitif. Dan kekurangannya dapat menyebabkan suatu kondisi dan menyebabkan demensia.

Ini tidak semua protein yang dihasilkan neuron, tetapi contoh ini memungkinkan kita untuk mengevaluasi pentingnya neurotransmiter dan peran sinapsis dalam mengatur aktivitas normal otak. Rusaknya sambungan saraf akibat penyakit atau cedera juga dapat menyebabkan gangguan fungsi mental yang serius.

Jenis sinapsis

Sinapsis menyediakan koneksi tidak hanya antara neuron otak, tetapi juga dengan sel saraf organ indera, reseptor yang terletak di organ dalam, otot dan ligamen. Oleh karena itu ada variasi yang sangat banyak sinapsis tergantung pada spesialisasi neuron, pada sifat pengaruhnya, pada senyawa protein yang dihasilkan selama lewatnya suatu impuls.

Dalam sistem saraf kita, ada dua proses utama yang menentukan aktivitasnya. Ini adalah eksitasi dan penghambatan. Sesuai dengan mereka, sinapsis dibagi menjadi dua jenis:

sinyal konduksi rangsang yang menyebarkan reaksi eksitasi sel saraf;
penghambat memastikan lewatnya impuls saraf, yang meneruskan “perintah” penghambatan ke neuron.

Sinapsis bervariasi di lokasi:

ke pusat, terletak di otak;
perifer, menyediakan koneksi antar neuron di luar otak - di sistem saraf tepi.

Transmisi impuls melalui celah sinaptik juga dapat dilakukan dengan cara yang berbeda, menurut ini, tiga jenis sinapsis dibedakan:

Sinapsis kimia terletak di korteks serebral. Mereka menghantarkan sinyal menggunakan neurotransmiter yang terbentuk sebagai hasil reaksi biokimia.
Listrik - bagian sinapsis yang mampu mentransmisikan sinyal listrik tanpa perantara. Misalnya, ini berlaku untuk neuron yang terletak di reseptor visual. Dalam hal ini, reaksi kimia tidak terjadi, dan pertukaran sinyal terjadi lebih cepat.
Elektro sinapsis kimia menggabungkan fitur-fitur dari kedua kelompok ini.

Ada juga klasifikasi sinapsis menurut jenis pemancarnya. Misalnya, jika norepinefrin diproduksi, sinapsis ini disebut adrenergik, dan jika asetilkolin diproduksi, disebut kolinergik. Mengingat ada beberapa lusin jenis protein yang dihasilkan oleh neuron, kami memiliki klasifikasi yang sangat luas, yang hampir tidak tepat di sini.

Sinapsis dan jaringan saraf

Sinapsis, membangun hubungan antara serabut saraf penghantar, memastikan munculnya dan pemeliharaan sirkuit saraf. Menghubungkan dan menjalin, mereka membentuk jaringan saraf kompleks yang melaluinya impuls listrik bergerak dengan kecepatan luar biasa.

Menurut data ilmiah terbaru, sekitar 100 miliar neuron berfungsi di korteks serebral saja. Masing-masing mampu memiliki hingga 10.000 sinapsis, yaitu koneksi dengan sel saraf lain. Dan mereka dapat bertukar sinyal dengan kecepatan 100 m/detik. Bisakah Anda bayangkan berapa banyak informasi yang beredar di sistem saraf kita?

Hasil penelitian terbaru oleh ahli neurofisiologi Amerika menunjukkan bahwa potensi kapasitas memori otak manusia diukur dalam petabyte. 1 petabyte sama dengan 10 15 byte atau 1 juta gigabyte. Dan ini sebanding dengan volume informasi yang beredar di ruang internet global. Oleh karena itu, ketika seorang siswa yang tidak terlalu antusias mengatakan bahwa kepalanya bengkak karena ilmu yang diperolehnya dan dia tidak dapat menjejalkan apa pun ke dalamnya, maka patut diragukan.

3.6.

Sinapsis Sinaps Neuron di sistem saraf pusat saling berhubungan menjadi sirkuit saraf yang kompleks melalui sinapsis.

 – area (zona) kontak antara neuron atau neuron dan organ kerja. Sinapsis diklasifikasikan menurut beberapa kriteria: berdasarkan lokasi dan aksesori ke sel yang sesuai - pusat

 (aksisomatik, aksodendritik, axoaxonal) dan periferal

 (neuromuskular, neurosekretori) berdasarkan nilai fungsional

 – rangsang dan penghambatan; dengan metode transmisi informasi

– kimia, listrik, campuran.

3.6.1. Struktur sinapsis. Konduksi eksitasi melalui sinapsis Akson, mendekati neuron atau sel lain dari organ yang bekerja, kehilangan selubung mielinnya, bercabang, dan menjadi lebih tipis. Setiap cabang akson berakhir pada penebalan yang menghubungkan badan, dendrit, akson neuron tetangga, dan sel organ (1 akson dapat membentuk hingga 10.000 sinapsis). Wilayah prasinaps berisi sejumlah besar gelembung
(gelembung), yang berisi mediator – zat kimia (perantara) yang mempunyai efek merangsang atau menghambat tergantung pada struktur kimianya. Membran yang menutupi terminal prasinaps pada daerah kontak agak menebal dan disebut prasinaptik

membran (Gbr. 8, 8.1). Selaput tubuh, akson, dendrit, sel-sel organ kerja disebut selaput. Ini mengandung reseptor
memiliki sensitivitas dan spesifisitas yang tinggi terhadap mediator (secara kiasan, mediator adalah kunci, reseptor adalah gembok). Pada sinapsis yang berbeda terdapat mediator yang berbeda - asetilkolin, norepinefrin, dopamin, serotonin, dll.) Pada sinapsis neuromuskular, membran postsinaptik memiliki struktur terlipat, yang meningkatkan permukaannya.

Di antara membran prasinaps dan pascasinaps terdapat celah sinaptik (berukuran 20 hingga 50 nanometer), berisi cairan ekstraseluler.

Jadi, sinapsis mencakup 3 bagian:

 membran prasinaps

 membran pascasinaps

 celah sinaptik

Konduksi eksitasi melalui sinapsis. Melakukan eksitasi melalui kimia sinapsis adalah proses fisiologis kompleks yang terjadi secara bertahap dengan partisipasi mediator. Di banyak sinapsis sentral, sinapsis sistem saraf neuromuskular dan parasimpatis, pemancarnya adalah asetilkolin . Potensi aksi sepanjang akson mencapai plak dan penyebabnya perubahan permeabilitas membran prasinaps terhadap ion kalsium yang masuk ke plak dari celah sinaptik, yang menyebabkan pecahnya vesikel dan pelepasan asetilkolin darinya ke celah sinaptik. Ini berdifusi ke membran postsinaptik, berinteraksi dengan reseptor membran, yang meningkatkan rangsangannya, mengubah permeabilitas terhadap ion natrium, mengakibatkan eksitasi pada membran,

yang menyebar ke neuron atau sel lain dari organ kerja. Pemancar dilepaskan ke celah sinaptik
lagi daripada yang diperlukan untuk konduksi impuls saraf (manifestasi prinsip keandalan biologis). Mediator berlebih dihidrolisis oleh enzim yang terletak di cairan ekstraseluler celah sinaptik.
Sinapsis penghambatan menurut struktur dan konduksi eksitasi tidak ada bedanya dengan merangsang sinapsis, satu-satunya perbedaan adalah V sifat mediator dan reseptor membran pascasinaps. Mediator sinapsis penghambatan sumsum tulang belakang adalah glisin, otak -
asam gamma-aminobutirat

(GABA). Pemancar penghambat, berinteraksi dengan reseptor membran postsinaptik, menyebabkan mengurangi rangsangannya,
dan membran postsinaptik berdekatan satu sama lain, celah sinaptik sangat sempit (5 nanometer), saluran melintang (dari sel ke sel) yang dibentuk oleh molekul protein melewatinya. Melalui persimpangan celah ini, potensial aksi dengan mudah berpindah dari terminal prasinaps ke membran pascasinaps.

Terkadang mereka bertemu sinapsis campuran: di satu bagian – kimia, di bagian lain – mekanisme listrik transmisi impuls saraf.

Sifat fisiologis sinapsis

Semua sinapsis mempunyai ciri yang sama sifat umum:

1) konduksi eksitasi unilateral;

2) konduksi eksitasi yang lambat (tertunda) (dalam sinapsis listrik penundaannya lebih pendek);

3) rangsangan dan labilitas rendah;

4) kemampuan merangkum rangsangan;

5) kecenderungan kelelahan.

3.6.2. Fitur fungsi sinapsis pada anak-anak

Keterlambatan sinaptik dalam konduksi impuls saraf pada anak-anak lebih lama dibandingkan pada orang dewasa (pada bayi baru lahir, sekitar 20 impuls per detik melewati sinaps, pada orang dewasa - 100–150 impuls/detik).
Pada anak-anak, bagian sinapsis prasinaps mengandung lebih sedikit mediator, sintesisnya terjadi lebih lambat, oleh karena itu kelelahan terjadi lebih cepat di sinapsis dan pusat saraf dengan eksitasi yang berkepanjangan dibandingkan usia yang lebih muda Nak, semakin banyak hal ini diungkapkan. Ketika anak-anak tumbuh, mereka terbentuk jumlah besar sinapsis baru, yang mendorong perkembangan otak, proses pembelajaran, dan memori.

Mari kita perhatikan struktur sinapsis menggunakan contoh aksosomatik. Sinaps terdiri dari tiga bagian: terminal prasinaps, celah sinaptik, dan membran pascasinaps (Gbr. 9).
Terminal presinaptik (plak sinaptik) merupakan bagian terminal akson yang diperluas. Celah sinaptik adalah ruang antara dua neuron yang bersentuhan. Diameter celah sinaptik adalah 10 - 20 nm. Membran terminal prasinaptik yang menghadap celah sinaptik disebut membran prasinaptik. Bagian ketiga dari sinapsis adalah membran postsinaptik, yang terletak berhadapan dengan membran prasinaps.
Terminal presinaptik diisi dengan vesikel dan mitokondria. Vesikel mengandung biologis zat aktif- mediator. Mediator disintesis di soma dan diangkut melalui mikrotubulus ke terminal prasinaps. Mediator yang paling umum adalah adrenalin, norepinefrin, asetilkolin, serotonin, asam gamma-aminobutyric (GABA), glisin dan lain-lain. Biasanya, suatu sinapsis berisi salah satu pemancar dalam jumlah yang lebih banyak dibandingkan pemancar lainnya. Merupakan kebiasaan untuk menetapkan sinapsis berdasarkan jenis mediator: adrenergik, kolinergik, serotonergik, dll.
Membran postsinaptik mengandung molekul protein khusus - reseptor yang mampu menempelkan molekul mediator.
Celah sinaptik diisi dengan cairan antar sel, yang mengandung enzim yang mendorong penghancuran neurotransmiter.
Satu neuron pascasinaps dapat memiliki hingga 20.000 sinapsis, beberapa di antaranya bersifat rangsang, dan ada pula yang menghambat.
Selain sinapsis kimia, di mana neurotransmiter terlibat dalam interaksi neuron, sinapsis listrik juga ditemukan di sistem saraf. Dalam sinapsis listrik, interaksi dua neuron dilakukan melalui arus biologis. Di tengah

PD serat saraf (AP - potensial aksi)

reseptor membran apa

Sistem saraf pusat didominasi oleh sinapsis kimia.
Di beberapa sinapsis interneuron, transmisi listrik dan kimia terjadi secara bersamaan - ini adalah jenis sinapsis campuran.
Pengaruh sinapsis rangsang dan penghambatan terhadap rangsangan neuron pascasinaps bersifat aditif, dan efeknya bergantung pada lokasi sinapsis. Semakin dekat letak sinapsis ke bukit aksonal, semakin efektif sinapsis tersebut. Sebaliknya, semakin jauh letak sinapsis dari bukit aksonal (misalnya, di ujung dendrit), semakin kurang efektif sinapsis tersebut. Dengan demikian, sinapsis yang terletak di soma dan bukit aksonal mempengaruhi rangsangan neuron dengan cepat dan efisien, sedangkan pengaruh sinapsis jauh lambat dan lancar.

Sistem amp iipinl
Jaringan saraf
Berkat koneksi sinaptik, neuron digabungkan menjadi unit fungsional - jaringan saraf. Jaringan saraf dapat dibentuk oleh neuron-neuron yang terletak pada jarak yang dekat. Jaringan saraf seperti itu disebut lokal. Selain itu, neuron yang berjauhan satu sama lain dapat digabungkan menjadi jaringan dari daerah yang berbeda otak Paling tingkat tinggi pengorganisasian koneksi saraf mencerminkan hubungan beberapa area sistem saraf pusat. Jaringan saraf seperti ini disebut jalur, atau sistem. Ada jalur menurun dan menaik. Sepanjang jalur menaik, informasi ditransmisikan dari area dasar otak ke area yang lebih tinggi (misalnya, dari sumsum tulang belakang ke korteks serebral). Saluran menurun menghubungkan korteks belahan otak otak dengan sumsum tulang belakang.
Jaringan yang paling kompleks disebut sistem distribusi. Mereka dibentuk oleh neuron di berbagai bagian otak yang mengontrol perilaku, di mana tubuh secara keseluruhan berpartisipasi.
Beberapa jaringan saraf memberikan konvergensi (konvergensi) impuls pada sejumlah neuron terbatas. Jaringan saraf juga dapat dibangun menurut jenis divergensi (divergence). Jaringan seperti ini memungkinkan transmisi informasi melalui jarak yang cukup jauh. Selain itu, jaringan saraf menyediakan integrasi (ringkasan atau generalisasi) berbagai jenis informasi (Gbr. 10).

Anda mungkin tertarik dengan materi berikut