Struktur dan fungsi sinapsis. Klasifikasi sinapsis. Sinapsis kimia, pemancar. Sinaps. Klasifikasi sinapsis
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, zat kimia yang 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
Oleh struktur kimia Mediator dapat dibagi 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 hal 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 tindakan biologis zat aktif, 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 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
Selain sinapsis dengan transmisi eksitasi kimia, tubuh memiliki sinapsis dengan transmisi listrik. Sinapsis ini mempunyai celah sinaptik yang sangat sempit dan mengecil 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.
1. Berdasarkan jenis pemancar yang dilepaskan, sinapsis kimia diklasifikasikan menjadi dua jenis:
a) adrenergik (mediatornya adalah adrenalin).
b) kolinergik (mediatornya adalah asetilkolin).
2. Sinapsis listrik. Mereka mengirimkan eksitasi tanpa partisipasi mediator dengan kecepatan tinggi dan memiliki konduksi eksitasi dua arah. Dasar struktural sinapsis listrik adalah perhubungan. Sinapsis ini ditemukan di kelenjar endokrin, jaringan epitel, sistem saraf pusat, dan jantung. Di beberapa organ, eksitasi dapat ditularkan melalui sinapsis kimia dan listrik.
3. Menurut akibat tindakannya:
a) merangsang
b) rem
4. Berdasarkan lokasi:
a) aksoaksonal
b) aksosomatik
c) aksodendritik
d) dendrodendritik
e) dendrosomatik.
Mekanisme transmisi eksitasi pada sinapsis neuromuskular.
AP yang mencapai ujung saraf (membran prasinaps) menyebabkan depolarisasi. Akibatnya ion kalsium masuk habis. Peningkatan konsentrasi kalsium di ujung saraf mendorong pelepasan asetilkolin, yang memasuki celah sinaptik. Pemancar mencapai membran postsinaptik dan berikatan dengan reseptor di sana. Akibatnya, ion natrium memasuki membran postsinaptik dan membran ini mengalami depolarisasi.
Jika level MPP awal adalah 85 mV, maka dapat diturunkan menjadi 10 mV, mis. terjadi depolarisasi parsial, yaitu eksitasinya belum menyebar lebih jauh, tetapi terletak di sinapsis. Sebagai hasil dari mekanisme ini, penundaan sinaptik berkembang, yang berkisar antara 0,2 hingga 1 mV. depolarisasi parsial membran postsinaptik disebut potensial postsinaptik rangsang (EPSP).
Di bawah pengaruh EPSP, PD yang menyebar muncul di area sensitif yang berdekatan dari membran serat otot, yang menyebabkan kontraksi otot.
Asetilkolin terus-menerus dilepaskan dari ujung prasinaps, namun konsentrasinya rendah, yang diperlukan untuk mempertahankan tonus otot saat istirahat.
Untuk memblokir transmisi eksitasi melalui sinapsis, racun curare digunakan, yang berikatan dengan reseptor membran postsinaptik dan mencegah interaksinya dengan asetilkolin. Racun butulin dan zat lain dapat menghalangi konduksi eksitasi melalui sinapsis.
Permukaan luar membran postsinaptik mengandung enzim asetilkolinesterase, yang memecah asetilkolin dan menonaktifkannya.
Prinsip dan fitur transfer eksitasi
pada sinapsis interneural.
Prinsip dasar transmisi eksitasi pada sinapsis interneural sama dengan sinapsis neuromuskular. Namun, ada beberapa kekhasan:
1. Banyak sinapsis yang bersifat penghambatan.
2. EPSP selama depolarisasi satu sinapsis tidak cukup untuk menimbulkan potensial aksi yang merambat, yaitu. perlu untuk menerima impuls ke sel saraf dari banyak sinapsis.
Persimpangan neuromuskular
Klasifikasi sinapsis
1. Berdasarkan lokasi dan afiliasi dengan struktur terkait:
periferal (neuromuskular, neurosekretori, reseptor-neuronal);
pusat (axo-somatik, axo-dendritik, axo-axonal, somato-dendritik. somato-somatik);
2. Menurut akibat tindakannya:
merangsang
rem
3. Menurut metode transmisi sinyal:
Listrik,
kimia,
campur aduk.
4. Oleh perantara:
kolinergik,
adrenergik,
serotonergik,
glisinergik.
dll.
Mediator rem:
– asam gamma-aminobutyric (GABA)
– taurin
– glisin
Mediator yang menarik:
– aspartat
– glutamat
Kedua efek tersebut:
– norepinefrin
– dopamin
– serotonin
Mekanisme transmisi eksitasi di sinapsis
(menggunakan contoh sinapsis neuromuskular)
Pelepasan pemancar ke celah sinaptik
Difusi ACh
Terjadinya eksitasi pada serabut otot.
Penghapusan ACh dari celah sinaptik
Sinaps adalah formasi struktural dan fungsional yang memastikan transmisi
Saya merasakan rangsangan dari neuron ke sel yang dipersarafinya (saraf, kelenjar, otot) tidak). Sinapsis dapat dibagi menjadi:
jenis berikut 1) menurut metode transmisi eksitasi –;
listrik, kimia 2) berdasarkan lokalisasi –;
sentral, periferal 3) menurut karakteristik fungsional –;
rangsang, penghambatan
4) menurut karakteristik struktural dan fungsional reseptor postsinaptik membran –.
kolinergik, adrenergik, serotonergik, dll.
2. Struktur sinapsis mioneural
Sinapsis mioneural terdiri dari:
a) membran prasinaps;
b) membran postsinaptik;
c) celah sinaptik.
Membran prasinaptik adalah membran elektrogenik dari prasinaptik
terminal ski (ujung serabut saraf). Di terminal prasinaps
mediator (pemancar) terbentuk dan terakumulasi dalam vesikel (vesikel)
asetilkolin, norepinefrin, histamin, serotonin, asam gamma-aminobutyric
dan lainnya.
Membran postsinaptik adalah bagian dari membran sel yang dipersarafi
ki, di mana saluran ion kemosensitif berada. Selain itu, pada
membran postsinaptik mengandung reseptor untuk satu atau beberapa mediator
ru dan enzim yang menghancurkannya, misalnya reseptor kolinergik dan kolinesterase.
Celah sinaptik - berisi cairan antar sel, terletak
terletak di antara membran pra dan pascasinaps.
3. Mekanisme eksitasi melalui sinapsis mioneural
Sinapsis mioneural dibentuk oleh akson neuron motorik pada lurik
serat otot. Eksitasi melalui sinapsis mioneural ditransmisikan menggunakan
asetilkolin. Di bawah pengaruh impuls saraf, membran prasinaps mengalami depolarisasi
Pelepasan mediator terjadi dalam porsi – kuanta. Asetilkolin berdifusi
melalui celah sinaptik ke membran postsinaptik. Pada membran postsinaptik
mediator bran berinteraksi dengan reseptor kolinergik. Hasilnya, itu
permeabilitas terhadap ion natrium dan kalium dan terjadi potensial pelat ujung
(EPSP) atau potensi postsinaptik rangsang (EPSP). Sesuai dengan mekanisme melingkar
arus di bawah pengaruhnya, timbul potensial aksi di area membran otot
serat yang berdekatan dengan membran postsinaptik.
Hubungan antara asetilkolin dan reseptor kolinergik masih rapuh. Mediator dihancurkan oleh suci
Nesterase. Keadaan listrik membran postsinaptik dipulihkan
mengalir.
4. Sifat fisiologis sinapsis
Sinapsis memiliki sifat fisiologis sebagai berikut:
a) konduksi eksitasi unilateral (properti katup) – karena
fitur struktural sinapsis;
b) penundaan sinaptik - berhubungan dengan apa yang dibutuhkan waktu tertentu pada
konduksi eksitasi melalui sinapsis;
c) potensiasi (fasilitasi) impuls saraf berikutnya –
terjadi karena untuk setiap impuls berikutnya lebih banyak energi yang dialokasikan
d) labilitas rendah – karena kekhasan metabolisme dan fisik
e) timbulnya penghambatan yang relatif mudah dan perkembangan kelelahan yang cepat;
niya - karena labilitas yang rendah.
f) desensitisasi – penurunan sensitivitas reseptor kolinergik terhadap asetilkolin
Sumsum tulang belakang, ciri-ciri strukturnya. Jenis-jenis neuron. Perbedaan fungsional antara akar anterior dan posterior sumsum tulang belakang. hukum Bell-Magendie. Signifikansi fisiologis sumsum tulang belakang. “Hukum” aktivitas refleks sumsum tulang belakang.
Sumsum tulang belakang berisi: 1. neuron motorik(efektor, saraf motorik
sel, dari 3%), 2. interneuron(interneuron, menengah, 97% di antaranya).
Neuron motorik dibagi menjadi tiga jenis:
1) α – neuron motorik, mempersarafi otot rangka;
2) γ – neuron motorik, mempersarafi proprioseptor otot;
3) neuron otonom sistem saraf, akson yang mempersarafi saraf
ny sel yang terletak di ganglia otonom, dan melaluinya internal
organ, pembuluh darah dan kelenjar.
2. Signifikansi fungsional dari akar anterior dan posterior sumsum tulang belakang
(Hukum Bell-Magendie)
Hukum Bell-Magendie: “Semua impuls saraf aferen masuk ke tulang belakang
otak melalui akar dorsal (sensitif), dan semua impuls saraf eferen
meninggalkan (keluar) sumsum tulang belakang melalui akar anterior (motorik).
3. Fungsi sumsum tulang belakang
Sumsum tulang belakang melakukan dua fungsi: 1) refleks, 2) konduktor.
Karena aktivitas refleks sumsum tulang belakang, sejumlah sederhana dan
refleks kompleks tanpa syarat. Refleks sederhana memiliki refleks dua neuron -
busur akhir, kompleks - tiga atau lebih busur refleks saraf.
Aktivitas refleks sumsum tulang belakang dapat dipelajari pada “perut tulang belakang”
nykh" - hewan yang otaknya dihilangkan dan sumsum tulang belakangnya diawetkan.
4. Pusat saraf sumsum tulang belakang.
Pada daerah lumbosakral sumsum tulang belakang terdapat:1. pusat saluran kencing
Nia, 2. pusat buang air besar, 3. pusat refleks aktivitas seksual.
Di tanduk lateral sumsum tulang belakang toraks dan lumbal terletak:
1) pusat vasomotor tulang belakang, 2) pusat keringat tulang belakang.
Di tanduk anterior sumsum tulang belakang terletak pada tingkat yang berbeda pusat gerak
refleks gerbang(pusat refleks ekstero dan proprioseptif).
5. Jalur sumsum tulang belakang
Jalur sumsum tulang belakang berikut ini dibedakan: 1) naik(affe-
sewa) dan 2) menurun(eferen).
Jalur menaik menghubungkan reseptor tubuh (proprio-, taktil, nyeri-
lebih tinggi) dengan bagian otak yang berbeda.
Saluran menurun dari sumsum tulang belakang: 1) berbentuk piramide, 2) ekstrapiramidal. Pira-
jalur tengah - dari neuron girus sentral anterior korteks serebral ke
sumsum tulang belakang tidak terganggu. Jalur ekstrapiramidal - juga dimulai dari neuro-
baru ke girus sentral anterior dan berakhir di sumsum tulang belakang. Jalan ini banyak sekali
saraf, terputus di: 1) inti subkortikal; 2) diensefalon;
3) otak tengah; 4) medula oblongata.
Pengaturan tonus pembuluh darah. Peraturan daerah (autoregulasi). Regulasi saraf tonus pembuluh darah (saraf vasokonstriktor dan vasodilator). Regulasi humoral tonus pembuluh darah. Indikator tekanan darah pada anak.
Ada dua jenis tonus pembuluh darah:
Basal (miogenik);
Neurogenik.
Nada dasar.
Jika pembuluh darah mengalami denervasi dan sumber pengaruh humoral dihilangkan, tonus pembuluh darah basal dapat terungkap.
Ada:
A) komponen elektrogenik- disebabkan oleh aktivitas listrik spontan miosit dinding pembuluh darah. Otomatisitas terbesar ada pada sfingter dan arteriol prakapiler;
B) komponen non-elektrogenik (plastik)- Disebabkan oleh peregangan dinding otot akibat adanya tekanan darah di atasnya.
Hal ini ditunjukkan bahwa otomatisitas sel otot polos meningkat di bawah pengaruh peregangannya. Aktivitas mekanis (kontraktil) mereka juga meningkat (yaitu, ada umpan balik positif: antara nilai tekanan darah dan tonus pembuluh darah).
Peraturan humoral lokal.
1. Vasodilator:
A) metabolit nonspesifik - terus menerus terbentuk di jaringan, dan di tempat pembentukannya selalu mencegah penyempitan pembuluh darah, dan juga menyebabkan pelebarannya (regulasi metabolisme).
Ini termasuk - CO2, asam karbonat, H+, asam laktat, pengasaman (akumulasi produk asam), penurunan tekanan O2, peningkatan tekanan osmotik karena akumulasi produk dengan berat molekul rendah, oksida nitrat (N0) (produk peningkatan endotel vaskular ).
B) BAS (saat bertindak di tempat rilis) - dibentuk oleh sel-sel khusus yang merupakan bagian dari lingkungan vaskular.
1. Vasodilatasi zat aktif biologis (di tempat pelepasan) -
asetilkolin, histamin, bradikinin, beberapa prostaglandin, prostasiklin, yang disekresikan oleh endotel, dapat memediasi efeknya melalui oksida nitrat.
2. Zat aktif biologis vasokonstriktor (ketika bekerja di tempat pelepasan) - dibentuk oleh sel-sel khusus yang merupakan bagian dari lingkungan vaskular - katekolamin, serotonin, beberapa prostaglandin, 1-peptida endotel, asam 21-amino, produk peningkatan endotel vaskular , serta tromboksan A2, yang dilepaskan oleh trombosit selama agregasi.
Peran zat aktif biologis dalam pengaturan jauh tonus pembuluh darah.
Seiring dengan pengaruh saraf Peran penting dalam pengaturan tonus pembuluh darah dimainkan oleh berbagai zat aktif biologis yang memiliki efek vasomotor jarak jauh:
Hormon (vasopresin, adrenalin); parahormon (serotonin, bradikinin, angiotensin, histamin, peptida opiat), endorfin dan enkephalin.
Pada dasarnya zat aktif biologis ini mempunyai efek langsung, karena sebagian besar pembuluh otot polos memiliki reseptor spesifik untuk zat aktif biologis tersebut.
Beberapa zat aktif biologis menyebabkan peningkatan tonus pembuluh darah, sementara yang lain menurunkannya.
Fungsi endotel pembuluh darah kecil dan perannya dalam pengaturan proses hemodinamik, hemostasis, imunitas:
1. Swasembada struktur (pengaturan mandiri pertumbuhan dan pemulihan sel).
2. Pembentukan zat vasoaktif, serta aktivasi dan inaktivasi zat aktif biologis yang beredar dalam darah.
3. Regulasi lokal tonus otot polos: sintesis dan sekresi prostaglandin, prostasiklin, endotelin dan NO.
4. Transmisi sinyal vasomotor dari kapiler dan arteriol ke pembuluh darah yang lebih besar (hubungan pencipta).
5. Mempertahankan sifat antikoagulan permukaan (pelepasan zat pencegah berbagai jenis hemostasis, memastikan permukaan cermin, tidak basah).
6. Pelaksanaan reaksi protektif (fagositosis) dan imun (pengikatan kompleks imun).
7. Pembentukan zat vasoaktif, serta aktivasi dan inaktivasi zat aktif biologis yang beredar dalam darah.
8. Regulasi lokal tonus otot polos: sintesis dan sekresi prostaglandin, prostasiklin, endotelin dan NO.
9. Transmisi sinyal vasomotor dari kapiler dan arteriol ke pembuluh darah yang lebih besar (hubungan pencipta).
10. Menjaga sifat antikoagulan permukaan (melepaskan zat yang mencegah berbagai jenis hemostasis, memastikan permukaan seperti cermin dan tidak dapat dibasahi).
11. Pelaksanaan reaksi protektif (fagositosis) dan imun (pengikatan kompleks imun).
Nada neurogenik disebabkan oleh aktivitas pusat vasomotor(SDC) di medula oblongata, di bagian bawah ventrikel IV (V.F. Ovsyannikov, 1871, ditemukan dengan memotong batang otak di berbagai tingkatan), diwakili oleh dua departemen(presor dan depresor).
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.
- Sinapsis elektrokimia menggabungkan ciri-ciri 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.
YouTube ensiklopedis
1 / 5
Sinapsis kimia interneuronal
Sinapsis. Fisiologi Manusia - 3
Sifat listrik neuron - Vyacheslav Dubynin
Sinaps. Film Ilmiah [Biro Deteksi Kebohongan Volga]
Otak: karya sinapsis - Vyacheslav Dubynin
Subtitle
Sekarang kita tahu bagaimana impuls saraf ditransmisikan. Ini adalah saluran yang bergantung pada tegangan. Ini adalah gelembungnya. Inilah yang terjadi.
Klasifikasi sinapsis
Menurut mekanisme transmisi impuls saraf
- kimia adalah tempat kontak erat antara dua sel saraf, untuk transmisi impuls saraf yang melaluinya sel sumber melepaskan zat khusus, neurotransmitter, ke ruang antar sel, yang keberadaannya di celah sinaptik menggairahkan atau menghambat sel penerima.
- listrik (ephaps) - tempat kontak yang lebih dekat antara sepasang sel, di mana membrannya dihubungkan menggunakan formasi protein khusus - koneksi (setiap koneksi terdiri dari enam subunit protein). Jarak antar membran sel pada sinapsis listrik adalah 3,5 nm (jarak antar sel biasa adalah 20 nm). Karena resistensi cairan ekstraseluler rendah (dalam hal ini), impuls melewati sinapsis tanpa penundaan. Sinapsis listrik biasanya bersifat rangsang.
- sinapsis campuran - potensial aksi prasinaptik menghasilkan arus yang mendepolarisasi membran pascasinaps dari sinapsis kimia yang khas di mana membran pra dan pascasinaps tidak berdekatan satu sama lain. Jadi, pada sinapsis ini, transmisi kimiawi berfungsi sebagai mekanisme penguatan yang diperlukan.
Yang paling umum adalah sinapsis kimia. Sinapsis listrik lebih jarang terjadi pada sistem saraf mamalia dibandingkan sinapsis kimia.
Berdasarkan lokasi dan afiliasi dengan struktur
- periferal
- neurosekretori (axo-vasal)
- reseptor-neuronal
- pusat
- axo-dendritik- dengan dendrit, termasuk
- axo-spinous- dengan duri dendritik, pertumbuhan pada dendrit;
- axo-somatik- dengan badan neuron;
- axo-axonal- antar akson;
- dendro-dendritik- antar dendrit;
- axo-dendritik- dengan dendrit, termasuk
Oleh neurotransmitter
- aminergik, mengandung amina biogenik (misalnya serotonin, dopamin);
- termasuk adrenergik yang mengandung adrenalin atau norepinefrin;
- kolinergik yang mengandung asetilkolin;
- purinergik, mengandung purin;
- peptida, mengandung peptida.
Pada saat yang sama, hanya satu pemancar yang tidak selalu diproduksi di sinapsis. Biasanya pick utama dilepas bersamaan dengan pick lainnya yang berperan sebagai modulator.
Dengan tanda tindakan
- merangsang
- rem.
Jika yang pertama berkontribusi pada terjadinya eksitasi pada sel postsinaptik (di dalamnya, sebagai akibat dari kedatangan impuls, terjadi depolarisasi membran, yang dapat menyebabkan potensial aksi dalam kondisi tertentu), maka yang terakhir, pada sebaliknya, hentikan atau cegah terjadinya dan cegah penyebaran impuls lebih lanjut. Biasanya penghambatan adalah sinapsis glisinergik (mediator - glisin) dan GABAergik (mediator - asam gamma-aminobutirat).
Sinapsis penghambatan terdiri dari dua jenis: 1) sinapsis, di ujung prasinaps di mana pemancar dilepaskan, menyebabkan hiperpolarisasi membran pascasinaps dan menyebabkan munculnya potensi penghambatan pascasinaptik; 2) sinapsis axo-axonal, memberikan penghambatan prasinaps.
Hadir di beberapa sinapsis pemadatan pascasinaps- zona padat elektron yang terdiri dari protein. Berdasarkan ada tidaknya, sinapsis dibedakan asimetris Dan simetris. Diketahui bahwa semua sinapsis glutamatergik bersifat asimetris, dan sinapsis GABAergik bersifat simetris.
Dalam kasus di mana beberapa ekstensi sinaptik bersentuhan dengan membran postsinaptik, beberapa sinapsis.
Bentuk sinapsis khusus meliputi peralatan spinosus, di mana tonjolan pendek tunggal atau ganda dari membran postsinaptik dendrit menghubungi ekstensi sinaptik. Peralatan tulang belakang secara signifikan meningkatkan jumlah kontak sinaptik pada neuron dan, akibatnya, jumlah informasi yang diproses. Sinapsis non-tulang belakang disebut sinapsis sessile. Misalnya, semua sinapsis GABAergic bersifat sessile.
Mekanisme berfungsinya sinapsis kimia
Di antara kedua bagian terdapat celah sinaptik - celah selebar 10-50 nm antara membran pascasinaps dan prasinaps, yang ujung-ujungnya diperkuat oleh kontak antar sel.
Bagian axolemma dari perpanjangan klavat yang berdekatan dengan celah sinaptik disebut membran prasinaps. Daerah sitolema sel penerima yang berbatasan dengan celah sinaptik di sisi yang berlawanan disebut membran pascasinaps, dalam sinapsis kimia ia menonjol dan mengandung banyak reseptor.
Dalam ekspansi sinaptik terdapat vesikel kecil yang disebut vesikel sinaptik mengandung mediator (zat yang memediasi transmisi eksitasi) atau enzim yang menghancurkan mediator ini. Pada membran pascasinaps, dan seringkali pada membran prasinaps, terdapat reseptor untuk satu atau beberapa mediator.
Ketika terminal prasinaptik didepolarisasi, saluran kalsium yang peka terhadap tegangan terbuka, ion kalsium memasuki terminal prasinaptik dan memicu fusi vesikel sinaptik dengan membran. Akibatnya, pemancar memasuki celah sinaptik dan menempel pada protein reseptor membran postsinaptik, yang terbagi menjadi metabotropik dan ionotropik. Yang pertama berhubungan dengan protein G dan memicu serangkaian reaksi transduksi sinyal intraseluler. Yang terakhir ini berhubungan dengan saluran ion, yang terbuka ketika neurotransmitter mengikatnya, yang menyebabkan perubahan potensial membran. Mediator bekerja dalam waktu yang sangat singkat, setelah itu dihancurkan oleh enzim tertentu. Misalnya, pada sinapsis kolinergik, enzim yang menghancurkan pemancar di celah sinaptik adalah asetilkolinesterase. Pada saat yang sama, bagian dari pemancar dapat bergerak dengan bantuan protein pembawa melintasi membran postsinaptik (pengambilan langsung) dan dalam arah yang berlawanan melalui membran prasinaps (pengambilan terbalik). Dalam beberapa kasus, pemancar juga diambil oleh sel neuroglial di sekitarnya.
Dua mekanisme pelepasan telah ditemukan: dengan fusi lengkap vesikel dengan plasmalemma dan apa yang disebut "cium-dan-lari", ketika vesikel terhubung ke membran, dan molekul kecil keluar darinya ke celah sinaptik, sementara yang besar tetap berada di dalam vesikel. Mekanisme kedua diperkirakan lebih cepat dari yang pertama, dengan bantuannya transmisi sinaptik terjadi ketika kandungan ion kalsium dalam plak sinaptik tinggi.
Konsekuensi dari struktur sinapsis ini adalah konduksi impuls saraf unilateral. Ada yang disebut penundaan sinaptik- waktu yang diperlukan untuk transmisi impuls saraf. Durasinya kira-kira - 0,5 ms.
Apa yang disebut “prinsip Dale” (satu neuron - satu pemancar) telah dianggap keliru. Atau, seperti yang terkadang diyakini, ini lebih tepat: bukan hanya satu, tetapi beberapa mediator dapat dilepaskan dari salah satu ujung sel, dan himpunannya konstan untuk sel tertentu.
Sejarah penemuan
- Pada tahun 1897, Sherrington merumuskan gagasan sinapsis.
- Untuk penelitian mereka mengenai sistem saraf, termasuk transmisi sinaptik, Golgi dan Ramón y Cajal menerima Hadiah Nobel pada tahun 1906.
- Pada tahun 1921, ilmuwan Austria O. Loewi menetapkan sifat kimia dari transmisi eksitasi melalui sinapsis dan peran asetilkolin di dalamnya. Menerima Hadiah Nobel pada tahun 1936 bersama dengan N. Dale.
- Pada tahun 1933, ilmuwan Soviet A.V. Kibyakov menetapkan peran adrenalin dalam transmisi sinaptik.
- 1970 - B. Katz (Inggris Raya), U. v. Euler (Swedia) dan J. Axelrod (AS) menerima Hadiah Nobel atas penemuan mereka tentang peran norepinefrin dalam transmisi sinaptik.
