Psikologi Moskow- Institut Sosial (MSSI)

Abstrak tentang anatomi sistem saraf pusat dengan topik :

sinapsis (struktur, struktur, fungsi).

mahasiswa tahun pertama Fakultas Psikologi,

grup 21/1-01 Logachev A.Yu.

Guru:

Kholodova Marina Vladimirovna

tahun 2001.

Rencana kerja:

1. Prolog.

2. Fisiologi neuron dan strukturnya.

3. Struktur dan fungsi sinaps.

4. Sinapsis kimia.

5. Isolasi mediator.

6. Mediator kimia dan jenisnya.

7. Epilog.

8. Daftar referensi.

PROLOG:

Tubuh kita adalah satu jam besar. Ini terdiri dari sejumlah besar partikel kecil yang terletak di perintah yang ketat dan masing-masing dari mereka melakukan fungsi tertentu, dan memilikinya sendiri properti unik. Mekanisme ini - tubuh, terdiri dari sel, jaringan, dan sistem yang menghubungkannya: semua ini secara keseluruhan adalah rantai tunggal, supersistem tubuh. Jumlah terbesar elemen seluler tidak dapat bekerja secara keseluruhan, jika tubuh tidak memiliki mekanisme pengaturan yang canggih. Sistem saraf memainkan peran khusus dalam regulasi. Semua pekerjaan kompleks sistem saraf - pengaturan kerja organ internal, kontrol gerakan, baik gerakan sederhana dan tidak sadar (misalnya, pernapasan) atau kompleks, gerakan tangan manusia - semua ini, pada dasarnya, didasarkan pada interaksi sel satu sama lain. Semua ini, pada dasarnya, didasarkan pada transmisi sinyal dari satu sel ke sel lainnya. Selain itu, setiap sel melakukan tugasnya, dan terkadang memiliki beberapa fungsi. Keragaman fungsi disediakan oleh dua faktor: cara sel terhubung satu sama lain, dan cara koneksi ini diatur.

FISIOLOGI NEURON DAN STRUKTURNYA:

Reaksi paling sederhana dari sistem saraf terhadap stimulus eksternal adalah itu refleks. Pertama-tama, mari kita pertimbangkan struktur dan fisiologi unit dasar struktural jaringan saraf hewan dan manusia - saraf. Sifat fungsional dan dasar neuron ditentukan oleh kemampuannya untuk menggairahkan dan menggairahkan diri. Transmisi eksitasi dilakukan di sepanjang proses neuron - akson dan dendrit.

Akson adalah proses yang lebih panjang dan lebih luas. Mereka memiliki sejumlah sifat spesifik: konduksi terisolasi eksitasi dan konduksi bilateral.

Sel saraf tidak hanya mampu merasakan dan memproses eksitasi eksternal, tetapi juga secara spontan mengeluarkan impuls yang tidak disebabkan oleh iritasi eksternal (self-excitation). Menanggapi rangsangan, neuron merespon dorongan aktivitas- potensial aksi, frekuensi pembangkitan yang berkisar antara 50-60 impuls per detik (untuk neuron motorik) hingga 600-800 impuls per detik (untuk neuron interkalar otak). Akson berakhir di banyak cabang tipis yang disebut terminal. Dari terminal, impuls diteruskan ke sel lain, langsung ke tubuhnya, atau lebih sering ke prosesnya, dendrit. Jumlah terminal dalam akson dapat mencapai hingga seribu, yang berakhir di sel yang berbeda. Di sisi lain, neuron vertebrata yang khas memiliki 1.000 hingga 10.000 terminal dari sel lain.

Dendrit - proses yang lebih pendek dan lebih banyak neuron. Mereka merasakan eksitasi dari neuron tetangga dan menghantarkannya ke badan sel. Bedakan antara sel dan serat saraf pulpa dan nonpulmonal.

Serat pulp - adalah bagian dari sensitif dan saraf motorik otot rangka dan organ sensorik Mereka ditutupi dengan selubung mielin lipid. Serat pulp lebih "bertindak cepat": dalam serat seperti itu dengan diameter 1-3,5 mikromilimeter, eksitasi merambat pada kecepatan 3-18 m/s. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa konduksi impuls di sepanjang saraf bermielin terjadi secara spasmodik. Dalam hal ini, potensial aksi "melompat" melalui area saraf yang dilapisi mielin dan di tempat intersepsi Ranvier (area saraf yang terbuka), melewati selubung silinder aksial serat saraf. Selubung mielin adalah isolator yang baik dan tidak termasuk transmisi eksitasi ke persimpangan serabut saraf paralel.

Serat tidak berdaging - membentuk sebagian besar saraf simpatik. Mereka tidak memiliki selubung mielin dan dipisahkan satu sama lain oleh sel neuroglial.

Pada serat tidak berdaging, peran isolator dimainkan oleh sel neuroglia(jaringan pendukung saraf). Sel Schwann - salah satu jenis sel glia. Selain neuron internal yang menerima dan mengubah impuls yang datang dari neuron lain, ada neuron yang merasakan pengaruh langsung dari lingkungan - ini adalah reseptor serta neuron yang secara langsung mempengaruhi organ eksekutif - efektor, misalnya otot atau kelenjar. Jika neuron bekerja pada otot, itu disebut neuron motorik atau motoneuron. Di antara neuroreseptor, 5 jenis sel dibedakan, tergantung pada jenis patogen:

- fotoreseptor, yang bersemangat di bawah pengaruh cahaya dan memastikan berfungsinya organ penglihatan,

- mekanoreseptor, reseptor yang merespon pengaruh mekanis. Mereka terletak di organ pendengaran, keseimbangan. Sel taktil juga merupakan mekanoreseptor. Beberapa mekanoreseptor terletak di otot dan mengukur tingkat peregangannya.

- kemoreseptor - bereaksi secara selektif terhadap adanya atau perubahan konsentrasi berbagai bahan kimia, kerja organ penciuman dan pengecap didasarkan pada mereka,

- termoreseptor, bereaksi terhadap perubahan suhu atau tingkatnya - reseptor dingin dan panas,

- elektroreseptor menanggapi impuls saat ini, dan hadir di beberapa ikan, amfibi, dan mamalia, seperti platipus.

Berdasarkan hal tersebut di atas, saya ingin mencatat bahwa untuk waktu yang lama di antara ahli biologi yang mempelajari sistem saraf, ada pendapat bahwa sel-sel saraf membentuk jaringan kompleks panjang yang terus-menerus melewati satu sama lain.

Namun, pada tahun 1875, seorang ilmuwan Italia, profesor histologi di Universitas Pavia, menemukan cara baru untuk mewarnai sel - perak. Ketika salah satu dari ribuan sel di dekatnya berwarna perak, hanya itu yang diwarnai - satu-satunya, tetapi sepenuhnya, dengan semua prosesnya. Metode Golgi sangat berkontribusi pada studi tentang struktur sel saraf. Penggunaannya telah menunjukkan bahwa, terlepas dari kenyataan bahwa sel-sel di otak terletak sangat dekat satu sama lain, dan prosesnya bercampur, namun setiap sel terpisah dengan jelas. Artinya, otak, seperti jaringan lain, terdiri dari sel-sel terpisah yang tidak disatukan dalam jaringan yang sama. Kesimpulan ini dibuat oleh ahli histologi Spanyol S.Ramon dan Cahalem, yang dengan demikian memperluas teori seluler ke sistem saraf. Penolakan konsep jaringan terpadu berarti bahwa dalam sistem saraf detak berpindah dari sel ke sel tidak melalui kontak listrik langsung, tetapi melalui celah.

Kapan mikroskop elektron mulai digunakan dalam biologi, yang ditemukan pada tahun 1931? M. Knolem dan E. Ruska, ide-ide tentang adanya kesenjangan telah menerima konfirmasi langsung.

STRUKTUR DAN FUNGSI SYNAPSE:

Setiap organisme multiseluler, setiap jaringan yang terdiri dari sel, membutuhkan mekanisme yang menyediakan interaksi antar sel. Mari kita lihat bagaimana hal itu dilakukan interneuronal interaksi. Sel saraf membawa informasi dalam bentuk potensial aksi. Transfer eksitasi dari terminal akson ke organ yang dipersarafi atau sel saraf lainnya terjadi melalui formasi struktural antar sel - sinapsis(dari bahasa Yunani. "Sinapsis" koneksi, koneksi). Konsep sinapsis diperkenalkan oleh seorang ahli fisiologi Inggris Ch. Sherington pada tahun 1897, untuk menunjukkan kontak fungsional antara neuron. Perlu dicatat bahwa pada tahun 1960-an MEREKA. Sechenov menekankan bahwa tanpa komunikasi antar sel tidak mungkin menjelaskan asal mula proses dasar yang paling gugup sekalipun. Semakin kompleks sistem saraf, dan semakin banyak jumlah elemen penyusun saraf otak, semakin penting nilai kontak sinaptiknya.

Kontak sinaptik yang berbeda berbeda satu sama lain. Namun, dengan semua variasi sinapsis, ada sifat umum tertentu dari struktur dan fungsinya. Oleh karena itu, pertama-tama kami menjelaskan prinsip-prinsip umum fungsinya.

Sinapsis adalah struktur yang kompleks formasi yang terdiri dari membran prasinaptik (paling sering ini adalah percabangan terminal akson), membran postsinaptik (paling sering ini adalah bagian dari membran tubuh atau dendrit neuron lain), serta celah sinaptik.

Mekanisme transmisi melalui sinaps tetap tidak jelas untuk waktu yang lama, meskipun jelas bahwa transmisi sinyal di wilayah sinaptik berbeda tajam dari proses melakukan potensial aksi di sepanjang akson. Namun, pada awal abad ke-20, sebuah hipotesis dirumuskan bahwa transmisi sinaptik terjadi atau listrik atau cara kimia. Teori listrik transmisi sinaptik di SSP menikmati pengakuan sampai awal 1950-an, tetapi kehilangan landasan secara signifikan setelah sinapsis kimia ditunjukkan di sejumlah sinapsis perifer. Sebagai contoh, A.V. Kibyakov, telah melakukan percobaan pada ganglion saraf, serta penggunaan teknologi mikroelektroda untuk pendaftaran potensi sinaptik intraseluler

neuron SSP mengarah pada kesimpulan tentang sifat kimiawi transmisi di sinapsis interneuronal sumsum tulang belakang.

Studi mikroelektroda beberapa tahun terakhir telah menunjukkan bahwa mekanisme transmisi listrik ada di sinapsis interneuronal tertentu. Sekarang menjadi jelas bahwa ada sinapsis, baik dengan mekanisme transmisi kimia dan dengan listrik. Selain itu, dalam beberapa struktur sinaptik, mekanisme transmisi listrik dan kimia berfungsi bersama - inilah yang disebut sinapsis campuran.

Terlepas dari kesamaan fitur utama organisasi, sinapsis kimia berbeda dalam mediator yang digunakan, sifat tindakan dan lokasi. Untuk alasan ini, ada banyak cara untuk mengklasifikasikan sinapsis kimia.

Oleh tipe perantara sinapsis dibagi menjadi kolinergik (mediator - ACh), glutamatergik (mediator - glutamat), adrenergik (mediator - norepinefrin), dopaminergik (mediator - dopamin), dll.

Oleh memengaruhi sinapsis dibagi menjadi rangsang dan penghambatan.

Oleh lokasi di sistem saraf sinapsis dibagi menjadi pusat (terletak di sistem saraf pusat) dan perifer (terletak di sistem saraf tepi).

Sinapsis perifer adalah kontak akson dengan otot dari semua jenis, serta dengan sel kelenjar. Sinapsis perifer lebih besar dari sinapsis sentral dan mencapai ukuran 50-100 mikron (Gbr. 3.26). Jadi, pada setiap serat otot rangka yang matang hanya ada satu sinaps neuromuskular yang dibentuk oleh terminal saraf akson dari neuron motorik.

Beras. 3.26.

Transmisi sinaptik di pelat akhir terjadi dengan partisipasi mediator ACh dan mengarah ke generasi PCR amplitudo tinggi (30-40 mV). PPP semacam itu 2-3 kali lebih tinggi dari ambang batas untuk pembangkitan AP. Oleh karena itu, setiap AP presinaptik tunggal, yang menyebabkan pembentukan PEP amplitudo tinggi, pada 100% kasus menyebabkan pembentukan AP otot dan kontraksi selanjutnya dari serat otot.

Sinapsis dengan organ dalam (sel otot polos, kardiomiosit, atau sel kelenjar) membentuk akson dari neuron simpatis dan parasimpatis postganglionik. Sebagai aturan, dalam akson seperti itu, pengelompokan vesikel dan pelepasan mediator tidak terjadi dari tunas tunggal terakhir, seperti pada sinapsis neuromuskular, tetapi sepanjang perjalanan akson dari banyak varises. Ada hingga 250-300 ekstensi seperti itu per 1 mm panjang akson. Jarak antara membran iresinaptik dan postsinaptik dalam sinapsis tersebut besar - dari 80 hingga 250 nm, dan neurotransmitter yang dilepaskan mengarahkan aksinya ke reseptor iostsynatic metabotropic.

11a gambar. 3.27 menunjukkan contoh sinapsis yang dibentuk oleh serat parasimpatis iostganglionik di jaringan otot polos lambung. Dapat dilihat bahwa sepanjang perjalanan akson parasimpatis postganglionik terdapat banyak varises yang mengandung vesikel sinaptik dengan mediator ACh. Saluran Ca 2+ terletak di sini sebagai bagian dari membran prasinaps. Dengan demikian, di bawah pengaruh AP yang menyebar di sepanjang akson dan disebabkan oleh depolarisasi, masuknya ion kalsium ke dalam varises terjadi di dalamnya, eksositosis vesikel terjadi, mis. pelepasan kuanta mediator.

Beras. 3.27.

Ketika ACh berinteraksi dengan mChRs metabotropik dari membran postsinaptik, setelah penundaan sinaptik yang lama (1,5-2 ms dibandingkan dengan 0,3-0,5 ms pada sinapsis cepat), EPSP yang berlangsung 20-50 ms terjadi. Untuk terjadinya AP pada sel otot polos, perlu dicapai amplitudo ambang EPSP sebesar 8-25 mV. Sebagai aturan, sinyal presinaptik tunggal (AP tunggal) tidak cukup untuk menyebabkan ion kalsium memasuki varises dan memicu eksositosis vesikel. Oleh karena itu, pelepasan mediator dari varises akson postganglionik dilakukan hanya di bawah aksi sejumlah tertentu (voli) AP prasinaptik berturut-turut. Aktuasi transmisi dalam kontak tersebut menyebabkan perubahan nada serat otot di dinding organ internal atau menyebabkan sekresi di sel kelenjar.

sinapsis pusat memiliki keragaman struktur yang sangat besar. Yang paling banyak adalah sinapsis axodendritic dan axosomatic - kontak antara terminal saraf akson satu sel dan dendrit atau badan sel lain (Gbr. 3.28).

Beras. 3.28.

Namun, ada semua opsi lain: dendro-dendritik, somatodendritik, axo-axonal, dan jenis sinapsis lainnya. Ultrastruktur terminal saraf di CYS menunjukkan fitur karakteristik sinaps kimia: adanya vesikel sinaptik, zona aktif dalam tunas prasinaptik, dan reseptor postsinaptik pada membran sel target. Perbedaannya adalah ukuran sinapsis pusat yang kecil. Oleh karena itu, di SSP, dalam sinapsis kimia pada tunas presinaptik, jumlah zona aktif tidak melebihi 10, dan sebagian besar dikurangi menjadi 1-2. Hal ini disebabkan ukuran tunas prasinaps yang kecil (1–2 m).

Seiring dengan sinapsis sederhana, yang terdiri dari satu ujung pra dan satu pascasinaps, sinapsis kompleks juga ada di sistem saraf pusat. Mereka dibagi menjadi beberapa kelompok. Dalam satu kelompok sinapsis kompleks, ujung akson prasinaps membentuk beberapa cabang - pertumbuhan membran yang berakhir pada tunas kecil. Dengan bantuan mereka, akson menghubungi dendrit beberapa neuron sekaligus. Dalam kelompok lain dari sinapsis kompleks, ujung prasinaps dari akson yang berbeda bertemu pada hasil kecil seperti jamur dari dendrit (tulang belakang dendritik). Ujung-ujung ini menutupi zona postsinaptik - kepala tulang belakang. Glomeruli sinaptik, kelompok proses yang kompak dari neuron yang berbeda yang membentuk sejumlah besar sinapsis timbal balik, memiliki struktur yang bahkan lebih kompleks. Biasanya glomeruli tersebut dikelilingi oleh selubung sel glia (lihat Gambar 3.28).

Sinapsis dapat dianggap sebagai unit fungsional jaringan saraf, yang memastikan transmisi informasi dalam sistem saraf. Namun, interaksi sinapsis kerja yang berdekatan merupakan kondisi yang sama pentingnya untuk pemrosesan informasi di sistem saraf pusat. Kehadiran sinapsis kompleks (terutama glomeruli sinaptik) yang membuat proses ini sangat efisien. Dari sini jelas mengapa jumlah terbesar dari sinapsis kompleks terletak tepat di area otak di mana pemrosesan sinyal paling kompleks terjadi - di korteks serebral otak depan, korteks serebelum, dan thalamus.

Jumlah sinapsis pada membran satu neuron pusat rata-rata berkisar antara 2-5 ribu hingga 15 ribu atau lebih. Lokasi kontak sangat bervariasi. Sinapsis terdapat pada badan neuron, dendritnya, dan pada tingkat yang lebih rendah pada akson. Yang paling penting untuk aktivitas sel saraf adalah kontak dengan soma mereka, pangkal dendrit, serta titik-titik percabangan pertama dendrit. Fungsi prasinaptik paling sering dilakukan oleh percabangan terminal akson (tunas prasinaps) atau perluasan varises di sepanjang akson. Lebih jarang, cabang dendritik tipis dapat bertindak sebagai struktur non-resinaptik.

Seperti yang telah kita catat, potensi postsinaptik dalam sinapsis kimia dapat berupa depolarisasi dan rangsang (VISI) atau hiperpolarisasi dan penghambatan (TPSP).

sinapsis(Yunani , dari - pelukan, gesper, jabat tangan) - tempat kontak antara dua neuron atau antara dan sel efektor yang menerima sinyal. Berfungsi untuk transmisi antara dua sel, dan selama transmisi sinaptik, amplitudo dan frekuensi sinyal dapat diatur.

Istilah ini diperkenalkan pada tahun 1897 oleh ahli fisiologi Inggris Charles Sherrington.

struktur sinapsis

Sinapsis tipikal adalah sinapsis kimia axo-dendritik. Sinapsis semacam itu terdiri dari dua bagian: prasinaptik, dibentuk oleh perpanjangan berbentuk tongkat dari ujung maxon sel transmisi dan pascasinaptik, diwakili oleh area kontak cytolemma dari sel yang merasakan (dalam hal ini, area dendrit). Sinaps adalah ruang yang memisahkan membran sel-sel yang berkontak, tempat ujung saraf cocok. Transmisi impuls dilakukan secara kimiawi dengan bantuan mediator atau secara elektrik melalui perjalanan ion dari satu sel ke sel lain.

Di antara kedua bagian ada celah sinaptik - celah selebar 10-50 nm antara membran postsinaptik dan prasinaptik, yang ujung-ujungnya diperkuat dengan kontak antar sel.

Bagian aksolemma dari perpanjangan berbentuk gada yang berdekatan dengan celah sinaptik disebut membran prasinaps. Bagian sitolemma dari sel penerima yang membatasi celah sinaptik pada sisi yang berlawanan disebut membran pascasinaps, dalam sinapsis kimia itu melegakan dan mengandung banyak.

Pada perpanjangan sinaptik terdapat vesikel-vesikel kecil yang disebut vesikel sinaptik mengandung mediator (substansi perantara transmisi) atau enzim yang menghancurkan mediator ini. Pada postsinaptik, dan sering pada membran prasinaps, terdapat reseptor untuk satu atau lain mediator.

Klasifikasi sinapsis

Tergantung pada mekanisme transmisi impuls saraf, ada:

• bahan kimia;
• listrik - sel dihubungkan oleh kontak yang sangat permeabel menggunakan sambungan khusus (setiap sambungan terdiri dari enam subunit protein). Jarak antara membran sel dalam sinapsis listrik adalah 3,5 nm (interseluler biasa adalah 20 nm)

Karena resistensi cairan ekstraseluler kecil (dalam hal ini), impuls lewat tanpa henti melalui sinapsis. Sinapsis listrik biasanya bersifat rangsang.

Dua mekanisme pelepasan telah ditemukan: dengan fusi lengkap vesikel dengan plasmalemma dan apa yang disebut "mencium dan melarikan diri" (eng. ciuman dan lari), ketika vesikel terhubung ke membran, dan molekul kecil keluar darinya ke celah sinaptik, sementara yang besar tetap berada di vesikel. Mekanisme kedua, mungkin, lebih cepat daripada yang pertama, dengan bantuan transmisi sinaptik yang terjadi pada kandungan ion kalsium yang tinggi dalam plak sinaptik.

Konsekuensi dari struktur sinaps ini adalah konduksi impuls saraf sepihak. Ada yang disebut penundaan sinaptik adalah waktu yang dibutuhkan impuls saraf untuk ditransmisikan. Durasinya sekitar - 0,5 ms.

Apa yang disebut "prinsip Dail" (satu - satu mediator) diakui sebagai salah. Atau, seperti yang kadang-kadang diyakini, itu disempurnakan: bukan hanya satu, tetapi beberapa mediator dapat dilepaskan dari satu ujung sel, dan set mereka konstan untuk sel tertentu.

Sejarah penemuan

• Pada tahun 1897, Sherington merumuskan konsep sinapsis.
• Untuk penelitian tentang sistem saraf, termasuk transmisi sinaptik, pada tahun 1906 Hadiah Nobel diberikan kepada Golgi dan Ramon y Cajal.
• 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 G. Dale (N. Dale).
• Pada tahun 1933, ilmuwan Soviet A. V. Kibyakov menetapkan peran adrenalin dalam transmisi sinaptik.
• 1970 - B. Katz (V. Katz, Inggris Raya), U. von Euler (U. v. Euler, Swedia) dan J. Axelrod (J. Axelrod, AS) menerima Hadiah Nobel untuk penemuan rolinoradrenalin dalam transmisi sinaptik .

Otot dan sel kelenjar ditransmisikan melalui formasi struktural khusus - sinapsis.

sinapsis- struktur yang memberikan 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 sinaps: 1 - mikrotubulus; 2 - mitokondria; 3 — gelembung sinaptik dengan mediator; 4 - membran prasinaps; 5 - membran pascasinaps; 6 - reseptor; 7 - celah sinaptik

Beberapa elemen sinapsis mungkin memiliki nama lain. Misalnya, plak sinaptik adalah sinaps antara, pelat ujung adalah membran postsinaptik, plak motorik adalah ujung prasinaps akson pada serat otot.

membran prasinaps menutupi ujung saraf yang diperluas, yang merupakan alat neurosecretory. Pada bagian prasinaps terdapat vesikel dan mitokondria yang menyediakan sintesis mediator. Mediator disimpan dalam butiran (vesikel).

Membran pascasinaps bagian membran sel yang menebal yang berhubungan dengan membran prasinaps. Ini memiliki saluran ion dan mampu menghasilkan potensial aksi. Selain itu, struktur protein khusus terletak di atasnya - reseptor yang merasakan aksi mediator.

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

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

Jenis-jenis sinapsis

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

Berdasarkan lokasi mengalokasikan sinapsis neuromuskular, neuro-kelenjar dan neuro-neuronal; yang terakhir, pada gilirannya, dibagi menjadi axo-axonal, axo-dendritic, axo-somatic, dendro-somatic, dendro-dendrotic.

Berdasarkan sifat tindakannya pada struktur persepsi, sinapsis dapat bersifat rangsang dan penghambatan.

Melalui transmisi sinyal sinapsis dibagi menjadi listrik, kimia, campuran.

Tabel 1. Klasifikasi dan Jenis Sinapsis

Klasifikasi sinapsis dan mekanisme transmisi eksitasi

Sinapsis diklasifikasikan sebagai berikut:

• berdasarkan lokasi - periferal dan sentral;
• sesuai dengan sifat tindakannya - rangsang dan penghambatan;
• menurut metode transmisi sinyal - kimia, listrik, campuran;
• menurut mediator yang melakukan transmisi - kolinergik, adrenergik, serotonergik, dll.

Eksitasi ditransmisikan melalui mediator(perantara).

Pilihan- Molekul bahan kimia yang menyediakan transmisi eksitasi di sinapsis. Dengan kata lain, bahan kimia yang terlibat dalam transfer eksitasi atau inhibisi dari satu sel yang dapat dirangsang ke yang lain.

Sifat mediator

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

Berdasarkan struktur kimianya, mediator dapat dibagi menjadi amina (norepinefrin, dopamin, serotonin), asam amino (glisin, asam gamma-aminobutirat) dan polipeptida (endorfin, enkefalin). Asetilkolin dikenal terutama sebagai neurotransmitter rangsang dan ditemukan di berbagai bagian SSP. Mediator terletak di vesikel penebalan presinaptik (plak sinaptik). Mediator disintesis di sel neuron dan dapat disintesis ulang dari metabolit pembelahannya di celah sinaptik.

Ketika terminal akson tereksitasi, membran plak sinaptik mengalami depolarisasi, menyebabkan masuknya ion kalsium dari lingkungan ekstraseluler ke ujung saraf melalui saluran kalsium. Ion kalsium merangsang pergerakan vesikel sinaptik ke membran prasinaps, fusi dengannya dan pelepasan mediator berikutnya ke celah sinaptik. Setelah menembus celah, mediator berdifusi ke membran postsinaptik yang mengandung reseptor pada permukaannya. Interaksi mediator dengan reseptor menyebabkan pembukaan saluran natrium, yang berkontribusi pada depolarisasi membran postsinaptik dan munculnya potensi postsinaptik rangsang. Pada sambungan neuromuskular, potensial ini disebut potensial pelat ujung. Antara membran postsinaptik yang terdepolarisasi dan bagian terpolarisasi dari membran yang sama yang berdekatan dengannya, timbul arus lokal yang mendepolarisasi membran ke tingkat kritis, diikuti oleh pembangkitan potensial aksi. Potensi aksi menyebar melalui semua membran, misalnya, serat otot dan menyebabkannya berkontraksi.

Mediator yang dilepaskan ke celah sinaptik berikatan dengan reseptor membran pascasinaps dan mengalami pembelahan oleh enzim yang sesuai. Jadi, kolinesterase menghancurkan mediator asetilkolin. Setelah itu, sejumlah produk pembelahan mediator memasuki plak sinaptik, di mana asetilkolin disintesis ulang darinya.

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

Sekarang telah ditemukan bahwa mediator tunggal dapat mengikat beberapa reseptor yang berbeda dan menginduksi respon yang berbeda.

Sinapsis kimia

Sifat fisiologis sinapsis kimia

Sinapsis dengan transmisi kimia eksitasi memiliki sifat tertentu:

• eksitasi dilakukan dalam satu arah, karena mediator dilepaskan hanya dari plak sinaptik dan berinteraksi dengan reseptor pada membran pascasinaps;
• penyebaran eksitasi melalui sinapsis lebih lambat daripada di sepanjang serabut saraf (penundaan sinaptik);
• transfer eksitasi dilakukan dengan bantuan mediator tertentu;
• di sinapsis, ritme eksitasi berubah;
• sinapsis bisa melelahkan;
• sinapsis sangat sensitif terhadap berbagai bahan kimia dan hipoksia.

Sinyal satu arah. Sinyal ditransmisikan hanya dari membran prasinaps ke pascasinaps. Ini mengikuti dari fitur struktural dan sifat struktur sinaptik.

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

Kemampuan untuk menjumlahkan efek sinyal yang datang ke sinapsis. Penjumlahan tersebut muncul jika sinyal berikutnya tiba di sinaps setelah waktu yang singkat (1-10 ms) setelah yang sebelumnya. Dalam kasus seperti itu, amplitudo EPSP meningkat, dan frekuensi AP yang lebih tinggi dapat dihasilkan pada neuron postsinaptik.

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

Labilitas rendah dan kelelahan sinapsis yang tinggi. Sinapsis dapat menghantarkan 50-100 impuls saraf per detik. Ini adalah 5-10 kali lebih kecil dari frekuensi AP maksimum yang dapat direproduksi oleh serabut saraf ketika mereka dirangsang secara elektrik. Jika serabut saraf dianggap praktis tidak melelahkan, maka kelelahan sinaps berkembang sangat cepat. Ini karena penipisan cadangan mediator, sumber energi, perkembangan depolarisasi persisten dari membran postsinaptik, dll.

Sensitivitas tinggi sinapsis terhadap aksi zat aktif biologis, obat-obatan dan racun. Misalnya, racun strychnine memblokir fungsi sinapsis penghambat SSP dengan mengikat reseptor yang sensitif terhadap mediator glisin. Toksin tetanus memblokir sinapsis penghambatan dengan mengganggu pelepasan neurotransmitter dari terminal prasinaps. Dalam kedua kasus, fenomena yang mengancam jiwa berkembang. Contoh aksi zat aktif biologis dan racun pada transmisi sinyal di sinapsis neuromuskular dibahas di atas.

Fasilitasi dan depresi sifat transmisi sinoptik. Fasilitasi transmisi sinaptik terjadi ketika impuls saraf tiba di sinaps setelah waktu yang singkat (10-50 ms) satu demi satu, mis. cukup sering. Pada saat yang sama, untuk periode waktu tertentu, setiap AP berikutnya yang tiba di membran prasinaps menyebabkan peningkatan konten mediator 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 telah memasuki terminal sinaptik ketika AP masuk. Jika potensial aksi baru tiba pada saat ini, maka sebagian kalsium baru memasuki terminal dan efeknya pada pelepasan neurotransmiter ditambahkan ke jumlah sisa kalsium yang pompa kalsium tidak punya waktu untuk dikeluarkan dari neuroplasma. terminal.

Ada mekanisme lain untuk pengembangan bantuan. Fenomena ini juga disebut dalam buku teks fisiologi klasik. potensiasi pasca-tetanik. Memfasilitasi transmisi sinaptik penting dalam fungsi mekanisme memori, untuk pembentukan refleks terkondisi dan pembelajaran. Memfasilitasi pensinyalan mendasari pengembangan plastisitas sinaptik dan peningkatan fungsi bila sering diaktifkan.

Depresi (penghambatan) transmisi sinyal dalam sinapsis berkembang ketika impuls saraf yang sangat sering (lebih dari 100 Hz untuk sinaps neuromuskular) tiba di membran prasinaps. Penipisan cadangan mediator di terminal prasinaps, penurunan sensitivitas reseptor membran pascasinaps terhadap mediator, perkembangan depolarisasi stabil membran pascasinaps, yang menghambat pembentukan AP pada membran sel pascasinaps, penting dalam mekanisme perkembangan fenomena depresi.

sinapsis listrik

Selain sinapsis dengan transmisi kimia eksitasi dalam tubuh, ada sinapsis dengan transmisi listrik. Sinapsis ini memiliki celah sinaptik yang sangat sempit dan hambatan listrik yang berkurang antara kedua membran. Karena adanya saluran melintang antara membran dan resistansi rendah, impuls listrik dengan mudah melewati membran. Sinapsis listrik biasanya merupakan karakteristik sel dari jenis yang sama.

Sebagai hasil dari paparan stimulus, potensial aksi prasinaps mengiritasi membran pascasinaps, di mana potensial aksi propagasi muncul.

Mereka dicirikan oleh tingkat konduksi eksitasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan sinapsis kimia dan sensitivitas rendah terhadap efek bahan kimia.

Sinapsis listrik dapat dengan transmisi eksitasi satu dan dua arah.

Ada juga sinapsis penghambatan listrik 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.

Sinapsis adalah tempat kontak sel saraf dengan neuron lain atau organ eksekutif. Semua sinapsis dibagi menjadi beberapa kelompok berikut:

1.Dengan mekanisme transmisi:

sebuah. Listrik. Di dalamnya, eksitasi ditransmisikan melalui medan listrik. Oleh karena itu, dapat ditransmisikan dalam dua arah. Ada beberapa dari mereka di SSP.

b. Bahan kimia. Eksitasi melalui mereka ditransmisikan dengan bantuan FAV - neurotransmitter. Kebanyakan dari mereka berada di SSP.

di. Campuran.

2. Dengan lokalisasi:

sebuah. Central, terletak di Ts.N.S.

b. Periferal, di luar itu. Ini adalah sinapsis neuromuskular dan sinapsis dari bagian perifer sistem saraf otonom.

3. Menurut fisiologis:

sebuah. Seru

b. Rem

4. Tergantung pada neurotransmitter yang digunakan untuk transmisi:

sebuah. Kolinergik - mediator asetilkolin (ACh).

b. Adrenergik - norepinefrin (NA).

di. Serotonergik - serotonin (ST).

d.Glisinergik - asam amino glisin (GLI).

e.GABAergic - asam gamma-aminobutyric (GABA).

e.Dopaminergik - dopamin (DA).

dengan baik. Mediator peptidergic adalah neuropeptida. Secara khusus, peran neurotransmiter dilakukan oleh zat P, peptida opioid -endorfin, dll.

Diduga terdapat sinapsis dimana fungsi mediator dilakukan oleh histamin, ATP, glutamat, aspartat.

5. Berdasarkan lokasi sinapsis:

sebuah. Axo-dendritic (antara akson satu dan dendrit dari neuron kedua).

b. Akso-akson

di. axo-somatik

Dendro-somatik

e.Dendro-dendritik

Tiga jenis pertama adalah yang paling umum.

Struktur semua sinapsis kimia memiliki kesamaan mendasar. Misalnya, sinaps axo-dendritik terdiri dari elemen-elemen berikut:

1. Ujung atau terminal prasinaps (ujung akson).

2. Plak sinaptik, penebalan ujungnya.

3. Membran prasinaps yang menutupi ujung prasinaps.

4. Vesikel sinaptik pada plak yang mengandung neurotransmiter.

5. Membran postsinaptik menutupi area dendrit yang berdekatan dengan plak.

6. Celah sinaptik yang memisahkan membran pra dan pasca sinaptik, lebar 10-50 nM.

7. Kemoreseptor, protein yang dibangun ke dalam membran postsinaptik dan spesifik untuk neurotransmitter. Misalnya, dalam sinapsis kolinergik, ini adalah reseptor kolinergik, sinapsis adrenergik adalah adrenoreseptor, dll. Beras.

Neurotransmiter sederhana disintesis di ujung presinaptik, neurotransmiter peptida disintesis di soma neuron, dan kemudian diangkut sepanjang akson ke ujung.

J Mekanisme transmisi eksitasi dalam sinapsis kimia

Mediator yang terkandung dalam vesikel sinaptik terbentuk baik di badan neuron (dan memasuki ujung sinaptik, setelah melewati seluruh akson), atau di plak sinaptik itu sendiri. Untuk sintesis mediator, diperlukan enzim yang dibentuk di badan sel pada ribosom. Dalam plak sinaptik, molekul mediator menumpuk dan "dikemas" ke dalam vesikel, di mana mereka disimpan sampai dilepaskan. Ditemukan (A. Fett dan B. Katz, 1952) bahwa satu vesikel mengandung 3 hingga 10 ribu molekul asetilkolin . Kuantitas ini disebut kuantum mediator. Ketika saraf dirangsang di bagian prasinaps sinaps, dari 250 hingga 500 vesikel dihancurkan.Kedatangan impuls saraf (PD) di plak sinaptik menyebabkan depolarisasi membran prasinaps dan peningkatan permeabilitasnya untuk ion Ca2+. Ion Ca2+ yang memasuki plak sinaptik menyebabkan peleburan vesikel sinaptik dengan membran prasinaptik dan pelepasan isinya (eksositosis) ke dalam celah sinaptik. Setelah pelepasan mediator, bahan vesikel digunakan untuk membentuk vesikel baru. Molekul pemancar berdifusi melalui celah sinaptik dan berikatan dengan reseptor pada membran pascasinaps yang mampu mengenali struktur molekul mediator. Difusi mediator melalui celah sinaptik membutuhkan waktu sekitar 0,5 ms. Ketika molekul reseptor berikatan dengan mediator, konfigurasinya berubah, yang mengarah pada pembukaan saluran ion dan masuknya ion ke dalam sel pascasinaps, menyebabkan depolarisasi atau hiperpolarisasi sel. tergantung pada sifat mediator yang dilepaskan dan struktur molekul reseptor.Molekul mediator, setelah bekerja pada reseptor, segera dikeluarkan dari celah sinaptik baik dengan reabsorpsi oleh membran prasinatik, atau dengan difusi, atau oleh enzimatik. hidrolisis. Asetilkolin dihidrolisis oleh enzim asetilkolinesterase yang terletak di membran postsinaptik. Kemudian produk pembelahan diserap kembali ke dalam plak dan diubah lagi di sana menjadi asetilkolin. Nor-adrenalin dihidrolisis oleh enzim monoamine oxidase. Potensi postsinaptik rangsang dan penghambatan. Dalam sinapsis rangsang, saluran natrium dan kalium spesifik terbuka di bawah aksi asetilkolin. Dan ion Na+ masuk ke dalam sel, dan ion K+ keluar sesuai dengan gradien konsentrasinya. Akibatnya, terjadi depolarisasi membran pascasinaps. Ini disebut potensial postsinaptik rangsang (EPSP). Amplitudonya kecil, tetapi durasinya lebih lama daripada potensial aksi. Pada sinapsis penghambat, pelepasan mediator meningkatkan permeabilitas membran pascasinaps dengan membuka saluran spesifik untuk ion K+ dan SG. Bergerak sepanjang gradien konsentrasi, ion-ion ini menyebabkan hiperpolarisasi membran, yang disebut potensial postsinaptik penghambatan (IPSP).

sinapsis listrik

Sinapsis listrik memiliki struktur khusus. Lebar celah sinaptik adalah 2-3 nm, dan hambatan total terhadap arus dari sisi membran dan cairan yang mengisi celah sangat kecil. Ion yang membawa arus listrik tidak dapat melewati membran lipid, sehingga ditransmisikan melalui protein saluran. Koneksi antar sel seperti itu disebut nexus, atau "gap junction" (Gbr. 42). Di masing-masing dari dua membran sel yang berdekatan didistribusikan secara teratur pada interval kecil<<коннексоны>> menembus seluruh ketebalan membran. Mereka terletak sedemikian rupa sehingga pada titik kontak sel mereka saling berhadapan, dan celahnya berada pada garis yang sama. Saluran yang terbentuk dengan cara ini memiliki diameter besar, yang berarti konduktivitas tinggi untuk ion; bahkan molekul yang relatif besar dapat melewatinya. Gap junction biasa terjadi di SSP dan cenderung menghubungkan kelompok sel yang berfungsi secara sinkron.

Impuls melewati sinapsis tanpa penundaan, dapat dilakukan di kedua arah, dan transmisinya tidak dipengaruhi oleh obat-obatan atau bahan kimia lainnya

tanggal 22 Sinapsis neuromuskular

Sambungan neuromuskular adalah jenis sinaps khusus antara ujung neuron motorik (motoneuron) dan endomisium serat otot. Setiap serat otot memiliki area khusus - pelat ujung motorik, tempat akson neuron motorik bercabang, membentuk cabang tidak bermielin yang berjalan di alur dangkal di sepanjang permukaan membran otot. Membran sel otot - sarcolemma - membentuk banyak lipatan dalam yang disebut lipatan postsinaptik. Sitoplasma ujung neuron motorik mirip dengan isi plak sinaptik. Mekanisme transfer eksitasi adalah sama. Akibat eksitasi motor neuron, terjadi depolarisasi permukaan sarkolema, yang disebut potensial end plate (EPP). Besarnya potensial ini cukup untuk menghasilkan potensial aksi yang menyebar di sepanjang sarkolema jauh ke dalam serat dan menyebabkan kontraksi otot.

Neuron ke-23 adalah unit struktural dan fungsional utama dari sistem saraf. Neuron adalah sel yang sangat terspesialisasi yang diadaptasi untuk menerima, mengkode, memproses, mengintegrasikan, menyimpan, dan mengirimkan informasi. Neuron terdiri dari tubuh dan proses dari dua jenis: dendrit bercabang pendek dan proses panjang - akson (Gbr. 42). Badan sel memiliki diameter 5 sampai 150 mikron. Ini adalah pusat biosintetik neuron, di mana proses metabolisme kompleks berlangsung. Tubuh mengandung nukleus dan sitoplasma, yang mengandung banyak organel yang terlibat dalam sintesis protein seluler (protein). Akson. Proses filamen panjang akson berangkat dari badan sel, yang melakukan fungsi transmisi informasi. Akson ditutupi dengan selubung mielin khusus yang menciptakan kondisi optimal untuk transmisi sinyal. Ujung akson bercabang kuat, cabang terminalnya membentuk kontak dengan banyak sel lain (saraf, otot, dll.). Kelompok akson membentuk serat saraf.
Dendrit adalah proses yang sangat bercabang yang memanjang dalam jumlah besar dari badan sel. Hingga 1000 dendrit dapat berangkat dari satu neuron. Tubuh dan dendrit ditutupi dengan membran tunggal dan membentuk permukaan reseptif (reseptif) sel. Ini berisi sebagian besar kontak dari sel saraf lain - sinapsis. Dinding sel - membran - adalah isolator listrik yang baik. Di kedua sisi membran ada perbedaan potensial listrik - potensial membran, yang tingkatnya berubah ketika kontak sinaptik diaktifkan. Sinaps memiliki struktur yang kompleks (lihat Gambar 42). Ini dibentuk oleh dua membran: presinaptik dan postsinaptik. Membran prasinaps terletak di ujung akson yang mentransmisikan sinyal; postsynaptic - pada tubuh atau dendrit tempat sinyal ditransmisikan. Dalam sinapsis, ketika sinyal tiba, dua jenis bahan kimia dilepaskan dari vesikel sinaptik - rangsang (asetilkolin, adrenalin, norepinefrin) dan penghambatan (serotonin, asam gamma-aminobutirat). Zat-zat ini - mediator, yang bekerja pada membran postsinaptik, mengubah sifatnya di bidang kontak. Ketika mediator rangsang dilepaskan di area kontak, potensi postsinaptik rangsang (EPSP) muncul, di bawah aksi mediator penghambat, potensi postsinaptik penghambatan (IPSP), masing-masing, muncul. Penjumlahan mereka mengarah pada perubahan potensial intraseluler menuju depolarisasi atau hiperpolarisasi. Ketika terdepolarisasi, sel menghasilkan impuls yang ditransmisikan sepanjang akson ke sel lain atau organ kerja. Selama hiperpolarisasi, neuron memasuki keadaan penghambatan dan tidak menghasilkan aktivitas impuls (Gbr. 43). Keragaman dan keragaman sinapsis memberikan kemungkinan koneksi interneuronal yang luas dan partisipasi neuron yang sama dalam asosiasi fungsional yang berbeda.

Klasifikasi

Klasifikasi struktural

Berdasarkan jumlah dan susunan dendrit dan aksonnya, neuron dibagi menjadi neuron non-akson, unipolar, neuron pseudo-unipolar, neuron bipolar, dan neuron multipolar (banyak batang dendritik, biasanya eferen).

Neuron tanpa akson- sel kecil, dikelompokkan di dekat sumsum tulang belakang di ganglia intervertebralis, yang tidak memiliki tanda anatomi pemisahan proses menjadi dendrit dan akson. Semua proses dalam sel sangat mirip. Tujuan fungsional neuron tanpa akson kurang dipahami.

Neuron unipolar- neuron dengan satu proses, hadir, misalnya, di nukleus sensorik saraf trigeminal di otak tengah.

neuron bipolar- neuron dengan satu akson dan satu dendrit, terletak di organ sensorik khusus - retina, epitel dan bohlam penciuman, ganglia pendengaran dan vestibular.

Neuron multipolar- Neuron dengan satu akson dan beberapa dendrit. Jenis sel saraf ini mendominasi di sistem saraf pusat.

Neuron pseudo-unipolar- unik dalam jenisnya. Satu proses berangkat dari tubuh, yang segera membelah dalam bentuk-T. Seluruh saluran tunggal ini ditutupi dengan selubung mielin dan secara struktural mewakili akson, meskipun di sepanjang salah satu cabang, eksitasi tidak berjalan dari, tetapi ke badan neuron. Secara struktural, dendrit merupakan percabangan pada akhir proses (periferal) ini. Zona pemicu adalah awal dari percabangan ini (yaitu, terletak di luar badan sel). Neuron semacam itu ditemukan di ganglia tulang belakang.