5. Sinapsis kimia berdasarkan sifat neurotransmiter dibagi menjadi kolinergik (mediator - asetilkolin), adrenergik (norepinefrin), dopaminergik (dopamin), GABAergik (asam y-aminobutirat), dll. Di SSP, terutama ada sinapsis kimia, tetapi ada juga sinapsis rangsang listrik dan sinapsis elektrokimia.

B.Elemen struktural dari sinapsis kimia - membran prasinaps dan pascasinaps dan celah sinaptik (Gbr. 2.5).

Di terminal prasinaptik ada vesikel sinaptik (vesikel) dengan diameter sekitar 40 nm, yang terbentuk di tubuh neuron dan, dengan bantuan mikrotubulus dan mikrofilamen, dikirim ke ujung prasinaps, di mana mereka diisi dengan mediator dan ATP . Mediator terbentuk di ujung saraf itu sendiri. Ujung prasinaptik mengandung beberapa ribu vesikel, yang masing-masing mengandung 1 hingga 10 ribu molekul zat kimia yang terlibat dalam transmisi pengaruh melalui sinaps dan, oleh karena itu, disebut mediator (mediator). Mitokondria terminal prasinaps menyediakan energi untuk proses transmisi sinaptik. Membran prasinaps adalah bagian dari membran terminal prasinaps yang membatasi celah sinaptik.

celah sinaptik memiliki lebar yang berbeda (20-50 nm), berisi cairan antar sel dan mukopolisakarida padat

zat dalam bentuk strip, jembatan, yang menyediakan hubungan antara membran pra dan pascasinaps dan mungkin mengandung enzim.

Membran pascasinaps ini adalah bagian membran sel yang menebal dari sel yang dipersarafi, mengandung reseptor protein yang memiliki saluran ion dan mampu mengikat molekul mediator. Membran postsinaptik dari sambungan neuromuskular juga disebut pelat ujung.

PADA.Mekanisme transfer eksitasi dalam sinapsis listrik mirip dengan yang di serat saraf: AP, yang terjadi pada membran prasinaps, secara langsung mengiritasi membran postsinaptik dan memberikan eksitasinya. Sinapsis listrik, ternyata, memiliki efek tertentu pada metabolisme sel yang bersentuhan. Ada bukti adanya sinapsis listrik penghambatan di SSP, tetapi belum cukup dipelajari.

G.Transmisi sinyal dalam sinapsis kimia. Potensial aksi (AP) yang diterima pada akhir prasinaps sinaps kimia menyebabkan depolarisasi membrannya, yang membuka kanal Ca yang bergantung pada tegangan. Ion Ca2+ memasuki ujung saraf sesuai dengan gradien elektrokimia "memberikan pelepasan mediator ke celah sinaptik melalui eksositosis. Molekul pemancar yang memasuki celah sinaptik berdifusi ke membran pascasinaps dan berinteraksi dengan reseptornya. Tindakan molekul mediator mengarah pada pembukaan saluran ion dan pergerakan ion Na + dan K + sesuai dengan gradien elektrokimia dengan dominasi arus ion Na + ke dalam sel, yang mengarah ke depolarisasinya. Depolarisasi ini disebut potensial postsinaptik rangsang (EPSP), yang pada sinaps neuromuskular disebut potensial pelat akhir (EPP) (Gbr. 2.6).

Penghentian kerja mediator yang dilepaskan ke dalam celah sinaptik dilakukan melalui penghancurannya oleh enzim yang terlokalisasi di celah sinaptik dan pada membran pascasinaps, dengan difusi mediator ke lingkungan, dan juga oleh pengambilan kembali oleh saraf. akhir.

D.Karakteristik konduksi eksitasi dalam sinapsis kimia.

1 . Konduksi eksitasi unilateral - dari ujung prasinaps menuju membran pascasinaps. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa mediator dilepaskan dari ujung prasinaps, dan reseptor yang berinteraksi dengannya hanya terlokalisasi pada membran pascasinaps.

Perambatan eksitasi yang lambat di sinapsis dibandingkan dengan serabut saraf dijelaskan oleh fakta bahwa dibutuhkan waktu untuk melepaskan mediator dari ujung prasinaps, penyebaran mediator di celah sinaptik, aksi mediator pada membran postsinaptik. Keterlambatan total dalam transmisi eksitasi di neuron mencapai nilai urutan 2 ms, di sinaps neuromuskular 0,5-1,0 ms.

Labilitas rendah sinapsis kimia. Dalam sinaps neuromuskular, itu sama dengan 100-150 impuls yang ditransmisikan per detik, yang 5-6 kali lebih rendah dari labilitas serat saraf. Dalam sinapsis, sistem saraf pusat sangat bervariasi - bisa lebih atau kurang. Alasan rendahnya labilitas sinaps adalah keterlambatan sinaptik.

4. Depresi sinaptik (kelelahan sinaps) -
melemahnya respons sel terhadap impuls aferen, mengekspresikan
terjadi dalam penurunan potensial postsinaptik selama
iritasi telny atau setelah itu. Hal ini dijelaskan oleh biaya
mediator, akumulasi metabolit, pengasaman lingkungan
selama eksitasi berkepanjangan di sepanjang garis yang sama -
rantai mahkota.

E.sinapsis listrik memiliki celah yang besarnya lebih kecil dari sinapsis kimia, menghantarkan sinyal dua arah tanpa penundaan sinaptik, transmisi tidak terhalang ketika Ca 2+ dihilangkan, mereka tidak terlalu sensitif terhadap obat farmakologis dan racun, dan praktis tak kenal lelah, seperti serabut saraf. Resistivitas yang sangat rendah dari membran pra dan pasca sinaptik yang berdekatan memastikan konduktivitas listrik yang baik.

2.2. KARAKTERISTIK REGULASI HORMONAL

Reaksi refleks mungkin memiliki hubungan hormonal, yang khas untuk pengaturan fungsi organ dalam - fungsi vegetatif, berbeda dengan fungsi somatik, pengaturan refleks yang hanya dilakukan oleh jalur saraf (aktivitas sistem muskuloskeletal). Jika tautan hormonal dihidupkan, maka ini disebabkan oleh produksi tambahan zat aktif biologis. Misalnya, ketika eksteroreseptor terkena rangsangan kuat (dingin, panas, rangsangan nyeri), aliran impuls aferen yang kuat memasuki sistem saraf pusat, sementara sejumlah tambahan hormon adrenalin dan korteks adrenal dilepaskan ke dalam darah, memainkan peran adaptif. peran (pelindung).

Hormon (Pogtab Yunani - Saya menggairahkan) - zat aktif biologis yang diproduksi oleh kelenjar endokrin atau sel khusus yang terletak di berbagai organ (misalnya, di pankreas, di saluran pencernaan). Hormon juga diproduksi oleh sel saraf - neurohormon, misalnya, hormon hipotalamus (liberin dan statin), yang mengatur fungsi kelenjar pituitari. Zat aktif biologis juga diproduksi oleh sel yang tidak terspesialisasi - hormon jaringan (hormon parakrin, hormon aksi lokal, faktor parakrin - parahormon). Aksi hormon atau parahormon langsung pada sel tetangga, melewati darah, disebut aksi parakrin. Berdasarkan tempat tindakan untuk menargetkan organ atau kelenjar endokrin lainnya, hormon dibagi menjadi dua kelompok: 1) hormon efektor, bekerja pada sel efektor (misalnya, insulin, yang mengatur metabolisme dalam tubuh, meningkatkan sintesis glikogen dalam sel hati, meningkatkan pengangkutan glukosa dan zat lain melalui membran sel, meningkatkan intensitas sintesis protein); 2) tiga hormon (tropin), bekerja pada kelenjar endokrin lain dan mengatur fungsinya (misalnya, ad-

hipofisis renocorticotropic hormone - corticotropin (ACTH) - mengatur produksi hormon oleh korteks adrenal).

Jenis pengaruh hormon. Hormon memiliki dua jenis pengaruh pada organ, jaringan dan sistem tubuh: fungsional (memainkan peran yang sangat penting dalam pengaturan fungsi tubuh) dan morfogenetik (memberikan morfogenesis - pertumbuhan, perkembangan fisik, seksual dan mental; misalnya, dengan kekurangan tiroksin menderita perkembangan sistem saraf pusat, dan akibatnya, perkembangan mental).

1. Pengaruh fungsional hormon ada tiga jenis.

Mulai pengaruh - ini adalah kemampuan hormon untuk memicu aktivitas efektor. Misalnya, adrenalin memicu pemecahan glikogen di hati dan pelepasan glukosa ke dalam darah, vasopresin (hormon antidiuretik - ADH) mengaktifkan reabsorpsi air dari saluran pengumpul nefron ke interstitium ginjal.

Efek modulasi hormon - perubahan intensitas aliran proses biokimia dalam organ dan jaringan. Misalnya, aktivasi proses oksidatif oleh tiroksin, yang dapat berlangsung tanpanya; stimulasi aktivitas jantung oleh adrenalin, yang lewat tanpa adrenalin. Efek modulasi hormon juga merupakan perubahan sensitivitas jaringan terhadap aksi hormon lain. Misalnya, folikulin meningkatkan efek progesteron pada mukosa rahim, hormon tiroid meningkatkan efek katekolamin.

Efek permisif hormon - kemampuan satu hormon untuk memastikan pelaksanaan efek hormon lain. Misalnya, insulin diperlukan untuk manifestasi aksi hormon pertumbuhan, follitropin diperlukan untuk penerapan efek lutropin.

2. Pengaruh morfogenetik hormon(untuk pertumbuhan, fisik
dan perkembangan seksual) dipelajari secara rinci oleh disiplin lain
(histologi, biokimia) dan hanya sebagian - dalam perjalanan fisiologi (lihat.
bagian 6). Kedua jenis pengaruh hormon (morfogenetik dan fungsional)
akhir) diwujudkan melalui pemecahan proses metabolisme,
diluncurkan melalui sistem enzim seluler.

2.3. REGULASI OLEH METABOLIT

DAN HORMON JARINGAN.

MEKANISME REGULASI MIOGENIK.

FUNGSI REGULASI BBB

Metabolisme - produk yang terbentuk di dalam tubuh selama metabolisme sebagai akibat dari berbagai reaksi biokimia. Ini adalah asam amino, nukleotida, koenzim, asam karbonat, mo-

lokal, piruvat, asam adenilat, pergeseran ion, perubahan pH. Regulasi oleh metabolit pada tahap awal filogenesis adalah satu-satunya. Metabolit dari satu sel secara langsung mempengaruhi sel lain, sel tetangga atau kelompok sel, yang pada gilirannya bertindak dengan cara yang sama pada sel-sel berikutnya. (pengaturan kontak). Dengan munculnya hemolymph dan sistem vaskular, metabolit mulai ditransmisikan ke sel-sel tubuh lainnya dengan memindahkan hemolymph jarak jauh, dan ini menjadi lebih cepat. Kemudian sistem saraf muncul sebagai sistem pengatur, dan bahkan kemudian - kelenjar endokrin. Metabolit, meskipun mereka bertindak terutama sebagai regulator lokal, juga dapat mempengaruhi ke organ lain dan jaringan, pada aktivitas pusat saraf. Misalnya, akumulasi asam karbonat dalam darah menyebabkan eksitasi pusat pernapasan dan peningkatan respirasi. Contoh regulasi humoral lokal adalah hiperemia otot rangka yang bekerja secara intensif - metabolit yang terakumulasi menyediakan perluasan pembuluh darah, yang meningkatkan pengiriman oksigen dan nutrisi ke otot. Efek regulasi serupa dari metabolit terjadi pada organ dan jaringan tubuh lain yang bekerja aktif.

hormon jaringan: amina biogenik (histamin, serotonig), prostaglandin, dan kinin. Mereka menempati posisi perantara antara hormon dan metabolit sebagai faktor pengatur humoral. Zat-zat ini memberikan pengaruh pengaturannya pada sel-sel jaringan dengan mengubah sifat biofisiknya (permeabilitas membran, eksitabilitasnya), mengubah intensitas proses metabolisme, sensitivitas reseptor sel, dan pembentukan mediator kedua. Akibatnya, sensitivitas sel terhadap pengaruh saraf dan humoral berubah. Oleh karena itu, hormon jaringan disebut modul-tori sinyal regulasi - mereka memiliki efek modulasi. Hormon jaringan dibentuk oleh sel-sel yang tidak terspesialisasi, tetapi mereka bekerja melalui reseptor sel khusus, misalnya, dua jenis reseptor telah ditemukan untuk histamin - H (dan H 2. Karena hormon jaringan mempengaruhi permeabilitas membran sel, mereka mengatur masuknya ke dalam sel dan keluarnya dari sel berbagai zat dan ion yang menentukan potensial membran, dan karenanya perkembangan potensial aksi.

Mekanisme regulasi miogenik. Dengan perkembangan sistem otot dalam proses evolusi, mekanisme pengaturan fungsi miogenik secara bertahap menjadi semakin terlihat. Tubuh manusia adalah sekitar 50% otot. Ini adalah otot rangka

ra (40% dari berat badan), otot jantung, otot polos peredaran darah dan pembuluh limfatik, dinding saluran pencernaan, kandung empedu, kandung kemih, dan organ dalam lainnya.

Inti dari mekanisme regulasi miogenik adalah bahwa peregangan moderat awal dari otot rangka atau jantung meningkatkan kekuatan kontraksi mereka. Aktivitas kontraktil otot polos juga tergantung pada tingkat pengisian organ otot berongga, dan karenanya peregangannya. Dengan peningkatan pengisian organ, nada otot polos pertama meningkat, dan kemudian kembali ke tingkat semula (plastisitas otot polos), yang memastikan pengaturan tonus pembuluh darah dan pengisian organ berongga internal tanpa peningkatan tekanan yang signifikan di dalamnya (hingga nilai tertentu). Selain itu, sebagian besar otot polos bersifat otomatis, mereka terus-menerus dalam tingkat kontraksi tertentu di bawah pengaruh impuls yang muncul dalam dirinya sendiri (misalnya, otot usus, pembuluh darah). Impuls yang datang kepada mereka melalui saraf otonom memiliki efek modulasi - mereka meningkatkan atau menurunkan nada serat otot polos.

Fungsi pengaturan BBB terletak pada kenyataan bahwa ia membentuk lingkungan internal khusus otak, menyediakan mode aktivitas sel saraf yang optimal. Diyakini bahwa fungsi penghalang dalam kasus ini melakukan struktur khusus dinding kapiler otak. Endotelium mereka memiliki pori-pori yang sangat sedikit, sambungan celah-kiri sempit antar sel hampir tidak memiliki jendela. Bagian integral dari penghalang juga sel glial, yang membentuk semacam kasus di sekitar kapiler, menutupi sekitar 90% dari permukaannya. Kontribusi terbesar untuk pengembangan gagasan tentang sawar darah-otak dibuat oleh L. S. Stern dan rekan-rekannya. Penghalang ini memungkinkan air, ion, glukosa, asam amino, gas melewatinya, mempertahankan banyak zat aktif fisiologis: adrenalin, serotonin, dopamin, insulin, tiroksin. Namun, ada "jendela" di dalamnya, * yang melaluinya sel-sel otak yang sesuai - kemoreseptor - menerima informasi langsung tentang keberadaan hormon dan zat lain dalam darah yang tidak menembus penghalang; sel-sel otak mengeluarkan neurosecrets mereka. Area otak yang tidak memiliki sawar darah otak sendiri adalah kelenjar pituitari, kelenjar pineal, beberapa bagian hipotalamus dan medula oblongata.

BBB juga memiliki fungsi pelindung - mencegah masuknya mikroba, zat asing atau toksik yang bersifat eksogen dan endogen ke dalam ruang antar sel otak. BBB tidak mengizinkan banyak zat obat melewatinya, yang harus diperhitungkan dalam praktik medis.

2.4. PRINSIP SISTEM PERATURAN

Pemeliharaan indikator lingkungan internal tubuh dilakukan dengan bantuan pengaturan aktivitas berbagai organ dan sistem fisiologis, digabungkan menjadi satu sistem fungsional - tubuh. Konsep sistem fungsional dikembangkan oleh P.K. Anokhin (1898-1974). Dalam beberapa tahun terakhir, teori sistem fungsional telah berhasil dikembangkan oleh K. V. Sudakov.

TETAPI.Struktur sistem fungsional. Sistem fungsional adalah kombinasi dinamis dari berbagai organ dan sistem fisiologis tubuh, yang dibentuk untuk mencapai hasil adaptif yang bermanfaat. Misalnya, untuk berlari jarak jauh dengan cepat, perlu memaksimalkan aktivitas kardiovaskular, pernapasan, sistem saraf, dan otot. Sistem fungsional mencakup elemen-elemen berikut: 1) perangkat kontrol - pusat saraf, mewakili penyatuan inti berbagai tingkat sistem saraf pusat; 2) dia saluran akhir pekan(saraf dan hormon); 3) badan eksekutif - memengaruhi-ry, memastikan selama aktivitas fisiologis pemeliharaan proses yang diatur (indikator) pada tingkat optimal (hasil yang berguna dari aktivitas sistem fungsional); 4) reseptor hasil(reseptor sensorik) - sensor yang menerima informasi tentang parameter penyimpangan proses yang dikendalikan (indikator) dari tingkat optimal; 5) saluran umpan balik(saluran input), menginformasikan pusat saraf dengan bantuan impuls dari reseptor hasil atau dengan bantuan aksi langsung bahan kimia di pusat - informasi tentang kecukupan atau ketidakcukupan upaya efektor untuk mempertahankan proses yang diatur (indikator ) pada tingkat optimal (Gbr. 2.7).

Impuls aferen dari reseptor hasil melalui saluran umpan balik memasuki pusat saraf yang mengatur satu atau lain indikator, pusat memberikan perubahan intensitas kerja organ yang sesuai.

Saat mengubah intensitas efektor, tingkat metabolisme, yang juga berperan penting dalam pengaturan aktivitas organ sistem fungsional tertentu (proses pengaturan humoral).

B.Prinsip multiparametrik interaksi berbagai sistem fungsional - prinsip yang menentukan aktivitas umum sistem fungsional (K. V. Sudakov). Stabilitas relatif dari indikator lingkungan internal tubuh adalah hasil dari aktivitas terkoordinasi dari banyak orang

sistem fungsional. Ternyata berbagai indikator lingkungan internal tubuh adalah saling berhubungan. Misalnya, asupan air yang berlebihan ke dalam tubuh disertai dengan peningkatan volume darah yang bersirkulasi, peningkatan tekanan darah, dan penurunan tekanan osmotik plasma darah. Dalam sistem fungsional yang mempertahankan tingkat optimal komposisi gas darah, interaksi pH, P CO2 dan P 02 secara bersamaan dilakukan. Perubahan salah satu parameter ini segera menyebabkan perubahan karakteristik kuantitatif parameter lainnya. Untuk mencapai hasil adaptif, sistem fungsional yang sesuai dibentuk.

PADA. Sistemogenesis. Menurut P.K. Anokhin, sistemogenesis -pematangan selektif dan pengembangan sistem fungsional dalam ontogenesis sebelum dan sesudah kelahiran. Saat ini, istilah "sistemogenesis" digunakan dalam arti yang lebih luas, sedangkan sistemogenesis dipahami tidak hanya sebagai proses pematangan ontogenetik sistem fungsional, tetapi juga pembentukan dan transformasi sistem fungsional dalam perjalanan kehidupan suatu organisme.

faktor pembentuk sistem Sistem fungsional pada tingkat apapun merupakan hasil adaptif yang berguna bagi kehidupan organisme, yang diperlukan pada saat itu, dan motivasi yang terbentuk pada saat yang sama. Misalnya, untuk melakukan lompat tinggi dengan tongkat, otot-otot bagian atas

dari mereka anggota badan, dalam lompat jauh - otot-otot ekstremitas bawah.

Heterokronisme pematangan sistem fungsional. Selama ontogenesis antenatal, berbagai struktur tubuh diletakkan pada waktu yang berbeda dan matang pada tingkat yang berbeda. Dengan demikian, pusat saraf dikelompokkan dan biasanya matang lebih awal dari substrat yang dipersarafi olehnya diletakkan dan matang. Dalam ontogenesis, pertama-tama, sistem fungsional itu matang, yang tanpanya perkembangan organisme lebih lanjut tidak mungkin dilakukan. Misalnya, dari tiga sistem fungsional yang berhubungan dengan rongga mulut, setelah lahir hanya terbentuk sistem fungsional mengisap, kemudian terbentuk sistem fungsional mengunyah, kemudian sistem fungsional bicara.

Konsolidasi komponen sistem fungsional - integrasi ke dalam sistem fungsional fragmen individu yang berkembang di berbagai bagian tubuh. Konsolidasi fragmen dari sistem fungsional adalah titik kritis perkembangan arsitektur fisiologisnya. Sistem saraf pusat memainkan peran utama dalam proses ini. Misalnya, jantung, pembuluh darah, alat pernapasan, darah digabungkan menjadi sistem fungsional untuk menjaga kekonstanan komposisi gas lingkungan internal berdasarkan peningkatan hubungan antara berbagai bagian sistem saraf pusat, serta pada dasar pengembangan koneksi persarafan antara sistem saraf pusat dan struktur perifer yang sesuai.

Semua sistem fungsional dari tingkat yang berbeda memiliki arsitektur yang sama(struktur).

2.5. JENIS-JENIS PENGATURAN FUNGSI TUBUH

1. Kontrol penyimpangan - mekanisme siklik, di mana setiap penyimpangan dari tingkat optimal dari indikator yang diatur memobilisasi semua perangkat sistem fungsional untuk mengembalikannya ke tingkat sebelumnya. Regulasi dengan deviasi menyiratkan adanya saluran di kompleks sistem umpan balik negatif, memberikan pengaruh multi arah: memperkuat mekanisme manajemen insentif jika indikator proses melemah atau mekanisme insentif melemah dalam kasus penguatan indikator proses yang berlebihan. Misalnya, dengan peningkatan tekanan darah, mekanisme pengaturan diaktifkan yang memastikan penurunan tekanan darah, dan dengan tekanan darah rendah, reaksi yang berlawanan diaktifkan. Tidak seperti umpan balik negatif, positif

Masukan, yang langka di dalam tubuh, hanya memiliki efek peningkatan searah pada pengembangan proses, yang berada di bawah kendali kompleks kontrol. Oleh karena itu, umpan balik positif membuat sistem tidak stabil, tidak dapat memastikan stabilitas proses yang diatur dalam fisiologis optimum. Misalnya, jika tekanan darah diatur menurut prinsip umpan balik positif, dalam kasus penurunan tekanan darah, tindakan mekanisme pengaturan akan menyebabkan penurunan yang lebih besar, dan dalam kasus peningkatan, ke tingkat yang lebih rendah. peningkatan yang lebih besar. Contoh umpan balik positif adalah peningkatan sekresi cairan pencernaan di perut setelah makan, yang dilakukan dengan bantuan produk hidrolisis yang diserap ke dalam darah.

2. Kontrol timah terletak pada kenyataan bahwa mekanisme pengaturan diaktifkan sebelum perubahan nyata dalam parameter proses yang diatur (indikator) berdasarkan informasi yang memasuki pusat saraf dari sistem fungsional dan menandakan kemungkinan perubahan dalam proses yang diatur di masa depan. Misalnya, termoreseptor (detektor suhu) yang terletak di dalam tubuh memberikan kontrol suhu pada daerah internal tubuh. Termoreseptor kulit terutama memainkan peran detektor suhu lingkungan. Dengan penyimpangan yang signifikan dalam suhu sekitar, prasyarat dibuat untuk kemungkinan perubahan suhu lingkungan internal tubuh. Namun, biasanya ini tidak terjadi, karena impuls dari termoreseptor kulit, yang terus-menerus memasuki pusat termoregulasi hipotalamus, memungkinkannya membuat perubahan dalam kerja efektor sistem. sampai saat perubahan nyata dalam suhu lingkungan internal organisme. Peningkatan ventilasi paru-paru selama latihan dimulai sebelum peningkatan konsumsi oksigen dan akumulasi asam karbonat dalam darah manusia. Ini dilakukan karena impuls aferen dari proprioreseptor otot yang bekerja aktif. Akibatnya, impuls proprioseptor bertindak sebagai faktor yang mengatur restrukturisasi fungsi sistem fungsional, yang mempertahankan tingkat optimal P 02, P ss, 2 untuk metabolisme dan pH lingkungan internal sebelumnya.

Kontrol lanjutan dapat diimplementasikan menggunakan mekanisme refleks terkondisi. Terlihat bahwa kondektur kereta barang di musim dingin memiliki peningkatan tajam dalam produksi panas saat mereka menjauh dari stasiun keberangkatan, di mana kondektur berada di ruangan yang hangat. Dalam perjalanan kembali, saat kita semakin dekat

fisik

Institut Psikologi dan Sosial Moskow (MPSI)

Abstrak tentang anatomi sistem saraf pusat dengan topik :

SYNAPSE (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 jarum 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, sistem super 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, apakah itu gerakan sederhana dan tidak sadar (misalnya, pernapasan) atau gerakan kompleks 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 eksitasi terisolasi 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 lebih pendek dan lebih banyak proses neuron. Mereka merasakan eksitasi dari neuron tetangga dan menghantarkannya ke badan sel.

Bedakan antara sel dan serat saraf pulpa dan nonpulmonal.

Serabut pulpa - adalah bagian dari saraf sensorik dan motorik otot rangka dan organ sensorik, 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 pada 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 DENGAN.

Ramon y Cajalem, 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 interneuronalinteraksi. 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 untuk 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.

Sinaps adalah formasi struktural kompleks yang terdiri dari membran prasinaps (paling sering ini adalah percabangan terminal akson), membran pascasinaps (paling sering ini adalah bagian dari membran tubuh atau dendrit dari 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.

Sinaps: struktur, fungsi

sinapsis(Sinapsis Yunani - asosiasi) menyediakan transmisi impuls saraf searah. Sinapsis adalah situs kontak fungsional antara neuron atau antara neuron dan sel efektor lainnya (misalnya, otot dan kelenjar).

Fungsi sinapsis terdiri dari pengubahan sinyal listrik (impuls) yang ditransmisikan oleh sel prasinaptik menjadi sinyal kimia yang bekerja pada sel lain, yang dikenal sebagai sel pascasinaps.

Kebanyakan sinapsis mengirimkan informasi dengan melepaskan neurotransmiter selama proses propagasi sinyal.

neurotransmiter- Ini adalah senyawa kimia yang, dengan mengikat protein reseptor, membuka atau menutup saluran ion atau memicu kaskade mediator kedua. Neuromodulator adalah pembawa pesan kimia yang tidak secara langsung bekerja pada sinapsis, tetapi mengubah (memodifikasi) sensitivitas neuron terhadap stimulasi sinaptik atau penghambatan sinaptik.

Beberapa neuromodulator adalah neuropeptida atau steroid dan diproduksi di jaringan saraf, yang lain adalah steroid yang bersirkulasi dalam darah. Sinaps itu sendiri mencakup terminal akson (terminal prasinaptik), yang membawa sinyal, situs di permukaan sel lain di mana sinyal baru dihasilkan (terminal pascasinaptik), dan ruang antar sel yang sempit - celah sinaptik.

Jika akson berakhir pada badan sel, ini adalah sinapsis axosomatic, jika berakhir pada dendrit, maka sinaps tersebut dikenal sebagai axodendritic, dan jika membentuk sinaps pada akson, ini adalah sinaps axoaxonal.

Kebanyakan sinapsis- sinapsis kimia, karena mereka menggunakan mediator kimia, bagaimanapun, sinapsis individu mengirimkan sinyal ionik melalui gap junction yang menembus membran pra dan pascasinaps, sehingga memberikan transmisi langsung sinyal saraf.

Kontak semacam itu dikenal sebagai sinapsis listrik.
terminal prasinaptik selalu mengandung vesikel sinaptik dengan neurotransmiter dan banyak mitokondria.

neurotransmiter biasanya disintesis dalam badan sel; selanjutnya mereka disimpan dalam vesikel di bagian prasinaps sinaps. Selama transmisi impuls saraf, mereka dilepaskan ke celah sinaptik melalui proses yang dikenal sebagai eksositosis.

5. Mekanisme transmisi informasi dalam sinapsis

Endositosis mendorong kembalinya kelebihan membran yang terakumulasi di bagian prasinaps sebagai akibat dari eksositosis vesikel sinaptik.

dikembalikan selaput menyatu dengan retikulum endoplasma agranular (aER) dari kompartemen presinaptik dan digunakan kembali untuk membentuk vesikel sinaptik baru.

Beberapa neurotransmiter disintesis di kompartemen prasinaptik menggunakan enzim dan prekursor yang dikirim melalui mekanisme transpor aksonal.

Yang pertama dijelaskan neurotransmiter adalah asetilkolin dan norepinefrin. Terminal akson yang melepaskan norepinefrin ditunjukkan pada gambar.

Kebanyakan neurotransmiter adalah amina, asam amino, atau peptida kecil (neuropeptida). Beberapa zat anorganik, seperti oksida nitrat, juga dapat bertindak sebagai neurotransmitter. Peptida individu yang berperan sebagai neurotransmiter digunakan di bagian lain dari tubuh, misalnya, sebagai hormon di saluran pencernaan.

Neuropeptida sangat penting dalam pengaturan sensasi dan dorongan seperti rasa sakit, kesenangan, lapar, haus, dan dorongan seks.

Urutan peristiwa selama transmisi sinyal dalam sinapsis kimia

Fenomena yang terjadi selama transmisi sinyal dalam sinapsis kimia diilustrasikan pada gambar.

Impuls saraf yang berjalan cepat (dalam milidetik) melintasi membran sel menyebabkan aktivitas listrik eksplosif (depolarisasi) yang merambat melintasi membran sel.

Impuls semacam itu secara singkat membuka saluran kalsium di daerah prasinaps, memberikan masuknya kalsium yang memicu eksositosis vesikel sinaptik.

Di daerah eksopytosis, neurotransmiter, yang bereaksi dengan reseptor yang terletak di situs postsinaptik, menyebabkan aktivitas listrik transien (depolarisasi) dari membran postsinaptik.

Sinapsis semacam itu dikenal sebagai rangsang karena aktivitasnya mendorong impuls di membran sel pascasinaps. Dalam beberapa sinapsis, interaksi neurotransmitter - reseptor memiliki efek sebaliknya - terjadi hiperpolarisasi, dan tidak ada transmisi impuls saraf. Sinapsis ini dikenal sebagai sinapsis penghambat. Dengan demikian, sinapsis dapat meningkatkan atau menghambat transmisi impuls, sehingga mereka mampu mengatur aktivitas saraf.

Setelah penggunaan neurotransmiter dengan cepat dihilangkan oleh degradasi enzimatik, difusi, atau endositosis yang dimediasi oleh reseptor spesifik pada membran prasinaps. Penghapusan neurotransmiter ini penting secara fungsional, karena mencegah stimulasi berkepanjangan yang tidak diinginkan dari neuron postsinaptik.

Video pendidikan - struktur sinapsis

1. Tubuh sel saraf - neuron: struktur, histologi
2. Dendrit sel saraf: struktur, histologi
3. Akson sel saraf: struktur, histologi
4. Potensial membran sel saraf

   Fisiologi

5. Sinaps: struktur, fungsi
6. Sel glia: oligodendrosit, sel Schwann, astrosit, sel ependimal
7. Mikroglia: struktur, histologi
8. Sistem saraf pusat (SSP): struktur, histologi
9. Histologi meningen. Struktur
10. Penghalang darah-otak: struktur, histologi

Struktur sinapsis Mari kita perhatikan struktur sinaps pada contoh sinaps aksosom. Sinaps terdiri dari tiga bagian: ujung prasinaps, celah sinaptik, dan membran pascasinaps. 9). Ujung prasinaps (plak sinaptik) adalah bagian yang diperpanjang dari terminal akson. Celah sinaptik adalah ruang antara dua neuron yang berkontak. Diameter celah sinaptik adalah 10 - 20 nm. Membran ujung prasinaps yang menghadap celah sinaptik disebut membran prasinaps. Bagian ketiga dari sinaps adalah membran postsinaptik, yang terletak di seberang membran prasinaps. Ujung prasinaps diisi dengan vesikel (vesikel) dan mitokondria. Vesikel mengandung zat aktif biologis - mediator. Mediator disintesis di soma dan diangkut melalui mikrotubulus ke ujung prasinaps. Paling sering, adrenalin, noradrenalin, asetilkolin, serotonin, asam gamma-aminobutirat (GABA), glisin, dan lainnya bertindak sebagai mediator. Biasanya, sinaps berisi salah satu mediator dalam jumlah yang lebih besar dibandingkan dengan mediator lainnya. Menurut jenis mediator, sinapsis biasanya ditentukan: adrenergik, kolinergik, serotonergik, dll. Komposisi membran postsinaptik termasuk molekul protein khusus - reseptor yang dapat menempelkan molekul mediator. Celah sinaptik diisi dengan cairan antar sel, yang mengandung enzim yang berkontribusi pada penghancuran neurotransmiter. Pada satu neuron pascasinaps dapat terdapat hingga 20.000 sinapsis, beberapa di antaranya bersifat rangsang, dan beberapa lainnya bersifat penghambatan. Selain sinapsis kimia, di mana mediator berpartisipasi dalam interaksi neuron, ada sinapsis listrik dalam sistem saraf. Dalam sinapsis listrik, interaksi dua neuron dilakukan melalui biocurrents. sinapsis kimia Serabut saraf PD (AP - potensial aksi) reseptor membran apa Beras. 9. Skema struktur sinapsis. Sistem saraf pusat didominasi oleh sinapsis kimia. Dalam beberapa sinapsis interneuronal, transmisi listrik dan kimia terjadi secara bersamaan - ini adalah jenis sinapsis campuran. Pengaruh sinapsis rangsang dan penghambatan pada rangsangan neuron postsinaptik diringkas, dan efeknya tergantung pada lokasi sinaps. Semakin dekat sinapsis ke bukit aksonal, semakin efisien mereka. Sebaliknya, semakin jauh sinapsis terletak dari bukit aksonal (misalnya, di ujung dendrit), semakin kurang efektif mereka. Dengan demikian, sinapsis yang terletak di soma dan bukit akson mempengaruhi rangsangan neuron dengan cepat dan efisien, sedangkan efek sinapsis jauh lambat dan halus. Sistem iipinl Ampmsch Jaringan saraf Berkat koneksi sinaptik, neuron digabungkan menjadi unit fungsional - jaringan saraf. Jaringan saraf dapat dibentuk oleh neuron yang terletak pada jarak yang dekat. Jaringan saraf semacam itu disebut lokal. Selain itu, neuron yang saling berjauhan, dari area otak yang berbeda, dapat digabungkan menjadi sebuah jaringan. Tingkat tertinggi organisasi koneksi neuron mencerminkan koneksi beberapa area sistem saraf pusat. Jaringan saraf semacam itu disebut jalur, atau sistem. Ada jalur turun dan naik. Informasi ditransmisikan sepanjang jalur menaik dari area di bawah otak ke area di atasnya (misalnya, dari sumsum tulang belakang ke korteks serebral). Saluran menurun menghubungkan korteks serebral dengan sumsum tulang belakang. Jaringan yang paling kompleks disebut sistem distribusi. Mereka dibentuk oleh neuron dari berbagai bagian otak yang mengontrol perilaku, di mana tubuh berpartisipasi secara keseluruhan. Beberapa jaringan saraf memberikan konvergensi (konvergensi) impuls pada sejumlah neuron yang terbatas. Jaringan syaraf tiruan juga dapat dibangun sesuai dengan jenis divergensi (divergensi). Jaringan tersebut menyebabkan transmisi informasi melalui jarak yang cukup jauh. Selain itu, jaringan saraf menyediakan integrasi (penjumlahan atau generalisasi) dari berbagai jenis informasi (Gbr. 10).

Sinaps adalah situs fungsional daripada kontak fisik antara neuron; itu mengirimkan informasi dari satu sel ke sel lainnya. Sinapsis biasanya ditemukan antara cabang terminal akson dari satu neuron dan dendrit ( axodendritik sinapsis) atau badan ( aksosomatik sinapsis) dari neuron lain. Jumlah sinapsis biasanya sangat besar, yang menyediakan area yang luas untuk transfer informasi. Misalnya, ada lebih dari 1000 sinapsis pada dendrit dan badan neuron motorik individu sumsum tulang belakang. Beberapa sel otak dapat memiliki hingga 10.000 sinapsis (Gambar 16.8).

Ada dua jenis sinapsis - listrik dan bahan kimia- tergantung pada sifat sinyal yang melewatinya. Di antara ujung neuron motorik dan permukaan serat otot terdapat sambungan neuromuskular, yang berbeda dalam struktur dari sinapsis interneuronal, tetapi secara fungsional mirip dengan mereka. Perbedaan struktural dan fisiologis antara sinaps normal dan sambungan neuromuskular akan dijelaskan kemudian.

Struktur sinapsis kimia

Sinapsis kimia adalah jenis sinapsis yang paling umum pada vertebrata. Ini adalah penebalan bulat dari ujung saraf yang disebut plak sinaptik dan terletak di dekat ujung dendrit. Sitoplasma plak sinaptik mengandung mitokondria, retikulum endoplasma halus, mikrofilamen, dan banyak lagi vesikel sinaptik. Setiap gelembung berdiameter sekitar 50 nm dan mengandung penengah Suatu zat yang mentransmisikan sinyal saraf melintasi sinaps. Selaput plak sinaptik di daerah sinaps itu sendiri menebal akibat pemadatan sitoplasma dan membentuk membran prasinaps. Membran dendrit di daerah sinaps juga menebal dan membentuk membran pascasinaps. Membran ini dipisahkan oleh celah - celah sinaptik lebar sekitar 20 nm. Membran prasinaptik dirancang sedemikian rupa sehingga vesikel sinaptik dapat menempel padanya dan neurotransmiter dapat dilepaskan ke celah sinaptik. Membran postsinaptik mengandung molekul protein besar yang bertindak sebagai: reseptor mediator, dan banyak saluran dan pori-pori(biasanya tertutup), melalui mana ion dapat memasuki neuron pascasinaps (lihat Gambar 16.10, A).

Vesikel sinaptik mengandung mediator yang terbentuk baik di badan neuron (dan memasuki plak sinaptik, setelah melewati seluruh akson), atau langsung di plak sinaptik. Dalam kedua kasus, sintesis mediator membutuhkan enzim yang dibentuk di badan sel pada ribosom. Dalam plak sinaptik, molekul mediator "dikemas" ke dalam vesikel, di mana mereka disimpan sampai dilepaskan. Mediator utama sistem saraf vertebrata - asetilkolin dan norepinefrin, tetapi ada mediator lain yang akan dibahas nanti.

Asetilkolin adalah turunan amonium yang formulanya ditunjukkan pada gambar. 16.9. Ini adalah mediator pertama yang diketahui; pada tahun 1920, Otto Levi mengisolasinya dari terminal neuron parasimpatis saraf vagus di jantung katak (bagian 16.2). Struktur norepinefrin dibahas secara rinci di Sec. 16.6.6. Neuron yang melepaskan asetilkolin disebut kolinergik, dan melepaskan norepinefrin - adrenergik.

Mekanisme transmisi sinaptik

Dipercaya bahwa kedatangan impuls saraf 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 prasinaps dan pelepasan isinya dari sel. (eksositosis), menyebabkannya memasuki celah sinaptik. Seluruh proses ini disebut konjugasi elektrosekretori. Setelah pelepasan mediator, bahan vesikel digunakan untuk membentuk vesikel baru yang diisi dengan molekul mediator. Setiap botol mengandung sekitar 3.000 molekul asetilkolin.

Molekul pemancar berdifusi melalui celah sinaptik (proses ini membutuhkan waktu sekitar 0,5 ms) dan berikatan dengan reseptor yang terletak di membran pascasinaps yang dapat mengenali struktur molekul asetilkolin. Ketika molekul reseptor berikatan dengan mediator, konfigurasinya berubah, yang menyebabkan pembukaan saluran ion dan masuknya ion ke dalam sel pascasinaps, menyebabkan depolarisasi atau hiperpolarisasi(Gbr. 16.4, A) membrannya, tergantung pada sifat mediator yang dilepaskan dan struktur molekul reseptor. Molekul mediator yang menyebabkan perubahan permeabilitas membran pascasinaps segera dikeluarkan dari celah sinaptik baik dengan reabsorpsinya oleh membran prasinaps, atau dengan difusi dari celah atau hidrolisis enzimatik. Kapan kolinergik sinapsis, asetilkolin yang terletak di celah sinaptik dihidrolisis oleh enzim asetilkolinesterase terletak pada membran pascasinaps. Sebagai hasil hidrolisis, kolin terbentuk, diserap kembali ke dalam plak sinaptik dan kembali diubah di sana menjadi asetilkolin, yang disimpan dalam vesikel (Gbr. 16.10).

PADA seru Dalam sinapsis, di bawah aksi asetilkolin, saluran natrium dan kalium spesifik terbuka, dan ion Na + masuk ke dalam sel, dan ion K + meninggalkannya sesuai dengan gradien konsentrasinya. Hasilnya adalah depolarisasi membran postsinaptik. Depolarisasi ini disebut potensial postsinaptik rangsang(VPSP). Amplitudo EPSP biasanya kecil, tetapi durasinya lebih lama daripada potensial aksi. Amplitudo EPSP berubah secara bertahap, dan ini menunjukkan bahwa neurotransmitter dilepaskan dalam porsi, atau "kuanta", dan bukan dalam bentuk molekul individu. Rupanya, setiap kuantum sesuai dengan pelepasan mediator dari satu vesikel sinaptik. Sebuah EPSP tunggal biasanya tidak dapat menginduksi depolarisasi ambang yang diperlukan untuk terjadinya potensial aksi. Tetapi efek depolarisasi dari beberapa EPSP bertambah, dan fenomena ini disebut penjumlahan. Dua atau lebih EPSP yang terjadi secara simultan pada sinapsis yang berbeda dari neuron yang sama secara kolektif dapat menginduksi depolarisasi yang cukup untuk merangsang potensial aksi di neuron pascasinaps. Ini disebut penjumlahan spasial. Pelepasan mediator yang berulang dengan cepat dari vesikel plak sinaptik yang sama di bawah aksi stimulus intens menyebabkan EPSP terpisah yang mengikuti begitu sering satu demi satu dalam waktu yang efeknya juga dirangkum dan menyebabkan potensial aksi di neuron postsinaptik. . Itu disebut penjumlahan sementara. Dengan demikian, impuls dapat terjadi pada satu neuron pascasinaps, baik sebagai akibat stimulasi yang lemah dari beberapa neuron prasinaps yang terkait dengannya, atau sebagai akibat dari stimulasi berulang pada salah satu neuron prasinapsnya. PADA rem sinapsis, pelepasan mediator meningkatkan permeabilitas membran pascasinaps dengan membuka saluran khusus untuk ion K + dan Cl -. Bergerak sepanjang gradien konsentrasi, ion-ion ini menyebabkan hiperpolarisasi membran, yang disebut potensial postsinaptik penghambatan(TPSP).

Mediator sendiri tidak memiliki sifat rangsang atau penghambatan. Misalnya, asetilkolin memiliki efek rangsang pada sebagian besar sambungan neuromuskular dan sinapsis lainnya, tetapi menyebabkan penghambatan pada sambungan neuromuskular jantung dan otot viseral. Efek berlawanan ini disebabkan oleh peristiwa yang terjadi pada membran postsinaptik. Sifat molekuler reseptor menentukan ion mana yang akan memasuki neuron pascasinaps, dan ion-ion ini, pada gilirannya, menentukan sifat perubahan potensial pascasinaps, seperti dijelaskan di atas.

sinapsis listrik

Pada banyak hewan, termasuk coelenterata dan vertebrata, transmisi impuls melalui beberapa sinapsis dilakukan dengan melewatkan arus listrik antara neuron pra dan pascasinaps. Lebar celah antara neuron ini hanya 2 nm, dan hambatan total terhadap arus dari sisi membran dan cairan yang mengisi celah sangat kecil. Impuls melewati sinapsis tanpa penundaan, dan transmisinya tidak dipengaruhi oleh obat-obatan atau bahan kimia lainnya.

sambungan neuromuskular

Sambungan neuromuskular adalah jenis sinaps khusus antara ujung neuron motorik (motoneuron) dan endomisium serat otot (bagian 17.4.2). Setiap serat otot memiliki area khusus - pelat ujung motor, di mana akson neuron motorik (motoneuron) bercabang, membentuk cabang tidak bermielin setebal sekitar 100 nm, melewati alur dangkal di sepanjang permukaan membran otot. Membran sel otot - sarcolemma - membentuk banyak lipatan dalam yang disebut lipatan postsinaptik (Gbr. 16.11). Sitoplasma ujung neuron motorik mirip dengan isi plak sinaptik dan, selama stimulasi, melepaskan asetilkolin menggunakan mekanisme yang sama seperti yang disebutkan di atas. Perubahan konfigurasi molekul reseptor yang terletak pada permukaan sarkolema menyebabkan perubahan permeabilitasnya terhadap Na+ dan K+, sehingga terjadi depolarisasi lokal yang disebut potensial pelat ujung(PKP). Depolarisasi ini cukup besar untuk terjadinya potensial aksi, yang merambat di sepanjang sarkolema jauh ke dalam serat di sepanjang sistem tubulus transversal ( T-sistem) (bagian 17.4.7) dan menyebabkan otot berkontraksi.

Fungsi sinapsis dan sambungan neuromuskular

Fungsi utama sinapsis interneuronal dan sambungan neuromuskular adalah untuk mentransmisikan sinyal dari reseptor ke efektor. Selain itu, struktur dan organisasi tempat sekresi kimia ini menentukan sejumlah ciri penting konduksi impuls saraf, yang dapat diringkas sebagai berikut:

1. Transmisi searah. Pelepasan mediator dari membran prasinaps dan lokalisasi reseptor pada membran pascasinaps memungkinkan transmisi sinyal saraf di sepanjang jalur ini hanya dalam satu arah, yang memastikan keandalan sistem saraf.

2. Memperoleh. Setiap impuls saraf menyebabkan pelepasan asetilkolin yang cukup pada sambungan neuromuskular untuk menyebabkan respons propagasi di serat otot. Karena itu, impuls saraf yang datang ke sambungan neuromuskular, tidak peduli seberapa lemah, dapat menyebabkan respons efektor, dan ini meningkatkan sensitivitas sistem.

3. adaptasi atau akomodasi. Dengan stimulasi terus menerus, jumlah mediator yang dilepaskan di sinaps secara bertahap berkurang sampai simpanan mediator habis; kemudian mereka mengatakan bahwa sinapsis lelah, dan transmisi sinyal lebih lanjut kepada mereka terhambat. Nilai adaptif dari kelelahan adalah mencegah kerusakan pada efektor karena eksitasi yang berlebihan. Adaptasi juga terjadi pada tingkat reseptor. (Lihat deskripsi di bagian 16.4.2.)

4. Integrasi. Sebuah neuron postsinaptik dapat menerima sinyal dari sejumlah besar neuron prasinaps rangsang dan penghambatan (konvergensi sinaptik); dalam hal ini, neuron pascasinaps mampu menjumlahkan sinyal dari semua neuron prasinaps. Karena penjumlahan spasial, neuron mengintegrasikan sinyal dari banyak sumber dan menghasilkan respons yang terkoordinasi. Di beberapa sinapsis, fasilitasi terjadi, yang terdiri dari fakta bahwa setelah setiap stimulus sinaps menjadi lebih sensitif terhadap stimulus berikutnya. Oleh karena itu, rangsangan lemah yang berurutan dapat menyebabkan respons, dan fenomena ini digunakan untuk meningkatkan sensitivitas sinapsis tertentu. Fasilitasi tidak dapat dianggap sebagai penjumlahan sementara: di sini ada perubahan kimia dalam membran postsinaptik, dan bukan penjumlahan listrik dari potensial membran postsinaptik.

5. Diskriminasi. Penjumlahan temporal di sinaps memungkinkan impuls latar belakang yang lemah disaring sebelum mencapai otak. Misalnya, eksteroseptor kulit, mata, dan telinga secara konstan menerima sinyal dari lingkungan yang tidak terlalu penting bagi sistem saraf: hanya perubahan intensitas stimulus yang mengarah pada peningkatan frekuensi impuls, yang memastikan transmisinya melalui sinaps dan respons yang tepat.

6. Pengereman. Pemberian sinyal melintasi sinapsis dan sambungan neuromuskular dapat dihambat oleh zat penghambat tertentu yang bekerja pada membran pascasinaps (lihat di bawah). Penghambatan prasinaptik juga dimungkinkan, jika pada ujung akson tepat di atas sinaps ini, akson lain berakhir, membentuk di sini sinaps penghambatan. Ketika sinaps penghambatan dirangsang, jumlah vesikel sinaptik yang dilepaskan pada sinaps rangsang pertama berkurang. Perangkat semacam itu memungkinkan Anda untuk mengubah dampak dari neuron prasinaptik yang diberikan menggunakan sinyal yang berasal dari neuron lain.

Efek kimia pada sinaps dan sambungan neuromuskular

Bahan kimia melakukan banyak fungsi berbeda dalam sistem saraf. Efek beberapa zat tersebar luas dan dipelajari dengan baik (seperti efek stimulasi asetilkolin dan adrenalin), sedangkan efek lainnya bersifat lokal dan belum cukup jelas. Beberapa zat dan fungsinya diberikan dalam Tabel. 16.2.

Beberapa obat yang digunakan untuk gangguan mental seperti kecemasan dan depresi diyakini mengganggu transmisi kimia di sinapsis. Banyak obat penenang dan obat penenang (antidepresan trisiklik imipramine, reserpin, inhibitor monoamine oksidase, dll.) memberikan efek terapeutiknya dengan berinteraksi dengan mediator, reseptornya, atau enzim individu. Misalnya, inhibitor monoamine oksidase menghambat enzim yang terlibat dalam pemecahan adrenalin dan norepinefrin, dan kemungkinan besar memberikan efek terapeutik mereka pada depresi dengan meningkatkan durasi mediator ini. Jenis halusinogen dietilamida asam lisergat dan mescaline, mereproduksi aksi beberapa mediator alami otak atau menekan aksi mediator lain.

Sebuah studi baru-baru ini tentang efek obat penghilang rasa sakit tertentu, opiat, heroin dan morfin- menunjukkan bahwa di otak mamalia ada alam (endogen) zat yang menyebabkan efek serupa. Semua zat yang berinteraksi dengan reseptor opiat ini secara kolektif disebut endorfin. Sampai saat ini, banyak senyawa seperti itu telah ditemukan; dari ini, kelompok peptida yang relatif kecil disebut enkephalin(met-enkephalin, -endorfin, dll.). Mereka diyakini dapat menekan rasa sakit, mempengaruhi emosi dan berhubungan dengan beberapa penyakit mental.

Semua ini telah membuka jalan baru untuk mempelajari fungsi otak dan mekanisme biokimia yang mendasari manajemen nyeri dan pengobatan melalui metode yang beragam seperti sugesti, hipno? dan akupunktur. Banyak zat tipe endorfin lainnya masih harus diisolasi, struktur dan fungsinya harus ditetapkan. Dengan bantuan mereka, dimungkinkan untuk mendapatkan gambaran yang lebih lengkap tentang kerja otak, dan ini hanya masalah waktu, karena metode untuk mengisolasi dan menganalisis zat yang ada dalam jumlah kecil seperti itu terus ditingkatkan.

Area kontak antara dua neuron disebut sinapsis.

Struktur internal sinaps aksodendritik.

sebuah) sinapsis listrik. Sinapsis listrik jarang terjadi pada sistem saraf mamalia. Mereka dibentuk oleh sambungan seperti celah (nexus) antara dendrit atau soma neuron yang berdampingan, yang dihubungkan melalui saluran sitoplasma dengan diameter 1,5 nm. Proses transmisi sinyal terjadi tanpa penundaan sinaptik dan tanpa partisipasi mediator.

Melalui sinapsis listrik, dimungkinkan untuk menyebarkan potensial elektrotonik dari satu neuron ke neuron lainnya. Karena kontak sinaptik yang dekat, modulasi konduksi sinyal tidak mungkin dilakukan. Tugas sinapsis ini adalah eksitasi simultan neuron yang melakukan fungsi yang sama. Contohnya adalah neuron pusat pernapasan medula oblongata, yang secara sinkron menghasilkan impuls selama inspirasi. Selain itu, sirkuit saraf yang mengontrol saccades, di mana titik fiksasi pandangan berpindah dari satu objek perhatian ke objek perhatian lainnya, dapat menjadi contoh.

b) Sinapsis kimia. Sebagian besar sinapsis dalam sistem saraf bersifat kimiawi. Fungsi sinapsis tersebut tergantung pada pelepasan neurotransmiter. Sinapsis kimia klasik diwakili oleh membran prasinaps, celah sinaptik, dan membran pascasinaps. Membran prasinaps adalah bagian dari perpanjangan ujung saraf sel yang mentransmisikan sinyal berbentuk tongkat, dan membran pascasinaps adalah bagian dari sel yang menerima sinyal.

Mediator dilepaskan dari ekspansi berbentuk tongkat melalui eksositosis, melewati celah sinaptik, dan berikatan dengan reseptor pada membran pascasinaps. Di bawah membran postsinaptik ada zona aktif subsinaptik, di mana, setelah aktivasi reseptor membran postsinaptik, berbagai proses biokimia terjadi.

Ekstensi berbentuk klub berisi vesikel sinaptik yang mengandung neurotransmiter, serta sejumlah besar mitokondria dan sisterna retikulum endoplasma halus. Penggunaan metode fiksasi tradisional dalam studi sel memungkinkan untuk membedakan segel prasinaptik pada membran prasinaps, yang membatasi zona aktif sinaps, yang mengarahkan vesikel sinaptik melalui mikrotubulus.

sinaps aksodendritik.
Bagian persiapan sumsum tulang belakang: sinaps antara bagian ujung dendrit dan, mungkin, neuron motorik.
Kehadiran vesikel sinaptik bulat dan pemadatan postsinaptik adalah karakteristik sinapsis rangsang.
Bagian dendrit ditarik dalam arah melintang, sebagaimana dibuktikan dengan adanya banyak mikrotubulus.
Selain itu, beberapa neurofilamen terlihat. Situs sinaps dikelilingi oleh astrosit protoplasma.
Proses yang terjadi di ujung saraf ada dua jenis.
(A) Transmisi sinaptik molekul kecil (misalnya, glutamat).
(1) Vesikel transpor yang mengandung protein membran dari vesikel sinaptik dipandu sepanjang mikrotubulus ke membran plasma clubbed.
Pada saat yang sama, molekul enzim dan glutamat ditransfer melalui transportasi lambat.
(2) Protein membran vesikel keluar dari membran plasma dan membentuk vesikel sinaptik.
(3) Glutamat tenggelam ke dalam vesikel sinaptik; akumulasi mediator terjadi.
(4) Vesikel yang mengandung glutamat mendekati membran prasinaps.
(5) Depolarisasi menghasilkan eksositosis mediator dari vesikel yang hancur sebagian.
(6) Neurotransmitter yang dilepaskan menyebar secara difus di daerah celah sinaptik dan mengaktifkan reseptor spesifik pada membran pascasinaps.
(7) Membran vesikel sinaptik diangkut kembali ke dalam sel melalui endositosis.
(8) Terjadi pengambilan kembali sebagian glutamat ke dalam sel untuk digunakan kembali.
(B) Transmisi neuropeptida (misalnya, zat P) terjadi secara bersamaan dengan transmisi sinaptik (misalnya, glutamat).
Transmisi bersama zat-zat ini terjadi di ujung saraf pusat neuron unipolar, yang memberikan sensitivitas nyeri.
(1) Disintesis di kompleks Golgi (di perikaryon) vesikel dan prekursor peptida (propeptida) diangkut ke ekstensi berbentuk tongkat dengan transportasi cepat.
(2) Ketika mereka memasuki area penebalan berbentuk gada, proses pembentukan molekul peptida selesai, dan gelembung diangkut ke membran plasma.
(3) Depolarisasi membran dan transpor isi vesikel ke dalam ruang ekstraseluler melalui eksositosis.
(4) Pada saat yang sama, glutamat dilepaskan.

1. Aktivasi reseptor. Molekul pemancar melewati celah sinaptik dan mengaktifkan protein reseptor yang terletak berpasangan pada membran pascasinaps. Aktivasi reseptor memicu proses ionik yang menyebabkan depolarisasi membran pascasinaps (aksi pascasinaps rangsang) atau hiperpolarisasi membran pascasinaps (menghambat kerja pascasinaps). Perubahan elektrotonus ditransmisikan ke soma dalam bentuk potensial elektrotonik yang meluruh saat menyebar, karena itu perubahan potensial istirahat terjadi di segmen awal akson.

Proses ionik dijelaskan secara rinci dalam artikel terpisah di situs. Dengan dominasi potensial postsinaptik rangsang, segmen awal akson terdepolarisasi ke tingkat ambang dan menghasilkan potensial aksi.

Mediator eksitatorik SSP yang paling umum adalah glutamat, dan mediator penghambatnya adalah asam gamma-aminobutirat (GABA). Dalam sistem saraf perifer, asetilkolin berfungsi sebagai mediator untuk neuron motorik otot lurik, dan glutamat untuk neuron sensorik.

Urutan proses yang terjadi pada sinapsis glutamatergik ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Ketika glutamat ditransfer bersama dengan peptida lain, pelepasan peptida dilakukan secara ekstrasinaptik.

Neuron yang paling sensitif, selain glutamat, juga mengeluarkan peptida lain (satu atau lebih) yang dilepaskan di berbagai bagian neuron; namun, fungsi utama dari peptida ini adalah untuk memodulasi (menambah atau mengurangi) efisiensi transmisi glutamat sinaptik.

Selain itu, neurotransmisi dapat terjadi melalui karakteristik pensinyalan ekstrasinaptik difus dari neuron monoaminergik (neuron yang menggunakan amina biogenik untuk memediasi neurotransmisi). Ada dua jenis neuron monoaminergik. Pada beberapa neuron, katekolamin (norepinefrin atau dopamin) disintesis dari asam amino tirosin, dan pada yang lain, serotonin disintesis dari asam amino triptofan. Misalnya, dopamin dilepaskan baik di daerah sinaptik dan dari penebalan varises akson, di mana neurotransmitter ini juga disintesis.

Dopamin menembus ke dalam cairan antar sel SSP dan, sampai degradasi, mampu mengaktifkan reseptor spesifik pada jarak hingga 100 mikron. Neuron monoaminergic hadir di banyak struktur SSP; terganggunya transmisi impuls oleh neuron-neuron ini menyebabkan berbagai penyakit, di antaranya adalah penyakit Parkinson, skizofrenia, dan depresi berat.

Oksida nitrat (molekul gas) juga terlibat dalam neurotransmisi difus dalam sistem glutamatergik neuron. Pengaruh berlebihan oksida nitrat memiliki efek sitotoksik, terutama di daerah-daerah yang suplai darahnya terganggu karena trombosis arteri. Glutamat juga merupakan neurotransmiter yang berpotensi sitotoksik.

Berbeda dengan neurotransmisi difus, transmisi sinyal sinaptik tradisional disebut "konduktif" karena stabilitas relatifnya.

di) Ringkasan. Neuron SSP multipolar terdiri dari soma, dendrit, dan akson; akson membentuk kolateral dan cabang terminal. Soma mengandung retikulum endoplasma halus dan kasar, kompleks Golgi, neurofilamen dan mikrotubulus. Mikrotubulus menembus seluruh neuron, mengambil bagian dalam proses transportasi anterograde vesikel sinaptik, mitokondria dan zat untuk membangun membran, dan juga menyediakan transportasi retrograde molekul "penanda" dan organel yang dihancurkan.

Ada tiga jenis interaksi interneuronal kimia: sinaptik (misalnya, glutamatergik), ekstrasinaptik (peptidargik), dan difus (misalnya, monoaminergik, serotonergik).

Sinapsis kimia diklasifikasikan menurut struktur anatominya menjadi axodendritic, axosomatic, axoaxonal, dan dendro-dendritic. Sinaps diwakili oleh membran pra dan pasca sinaptik, celah sinaptik dan zona aktif subsinaptik.

Sinapsis listrik menyediakan aktivasi simultan dari seluruh kelompok, membentuk sambungan listrik di antara mereka karena sambungan seperti slot (nexus).

Neurotransmisi difus di otak.
Akson neuron glutamatergik (1) dan dopaminergik (2) membentuk kontak sinaptik yang erat dengan prosesus neuron stellata (3) striatum.
Dopamin dilepaskan tidak hanya dari daerah prasinaps, tetapi juga dari penebalan varises akson, dari mana ia berdifusi ke dalam ruang antar sel dan mengaktifkan reseptor dopamin pada batang dendritik dan dinding perisit kapiler.
Melepaskan.
(A) Neuron rangsang 1 mengaktifkan neuron penghambat 2, yang selanjutnya menghambat neuron 3.
(B) Munculnya neuron penghambat kedua (2b) memiliki efek yang berlawanan pada neuron 3, karena neuron 2b dihambat.
Neuron 3 yang aktif secara spontan menghasilkan sinyal tanpa adanya pengaruh penghambatan.

2. Obat-obatan - "kunci" dan "kunci". Reseptor dapat dibandingkan dengan kunci, dan mediator - dengan kunci yang sesuai. Jika proses pelepasan mediator terganggu dengan usia atau sebagai akibat dari penyakit apa pun, obat dapat memainkan peran "kunci cadangan" yang melakukan fungsi yang mirip dengan mediator. Obat semacam itu disebut agonis. Pada saat yang sama, dalam kasus produksi yang berlebihan, neurotransmitter dapat "dicegat" oleh penghambat reseptor - "kunci palsu", yang akan menghubungi reseptor "kunci", tetapi tidak akan menyebabkan aktivasi.

3. Pengereman dan pelepasan. Fungsi neuron yang aktif secara spontan dihambat di bawah pengaruh neuron penghambat (biasanya GABAergic). Aktivitas neuron penghambat, pada gilirannya, dapat dihambat oleh neuron penghambat lain yang bekerja pada mereka, menghasilkan disinhibisi sel target. Proses disinhibisi adalah fitur penting dari aktivitas saraf di ganglia basal.

4. Jenis sinapsis kimia yang langka. Ada dua jenis sinapsis axoaxonal. Dalam kedua kasus, penebalan berbentuk tongkat membentuk neuron penghambat. Sinapsis tipe pertama terbentuk di wilayah segmen awal akson dan mentransmisikan efek penghambatan yang kuat dari neuron penghambat. Sinapsis tipe kedua terbentuk antara penebalan neuron penghambat berbentuk gada dan penebalan neuron rangsang berbentuk gada, yang mengarah pada penghambatan pelepasan mediator. Proses ini disebut inhibisi prasinaps. Dalam hal ini, sinaps tradisional memberikan penghambatan postsinaptik.

Sinapsis dendro-dendritik (D-D) terbentuk antara duri dendritik dari dendrit neuron berduri yang berdekatan. Tugas mereka bukan untuk menghasilkan impuls saraf, tetapi untuk mengubah nada listrik sel target. Dalam sinapsis D-D yang berurutan, vesikel sinaptik hanya terletak di satu tulang belakang dendritik, dan di sinaps D-D timbal balik, di keduanya. Sinapsis D-D rangsang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Sinapsis D-D penghambat secara luas diwakili dalam inti switching talamus.

Selain itu, beberapa sinapsis somato-dendritik dan somato-somatik dibedakan.

Sinapsis axoaxonal dari korteks serebral.
Panah menunjukkan arah impuls.
(1) Presinaptik dan (2) penghambatan postsinaptik dari neuron tulang belakang yang berjalan ke otak.
Panah menunjukkan arah konduksi impuls (mungkin penghambatan neuron switching di bawah aksi pengaruh penghambatan).
Sinapsis dendro-dendritik rangsang. Dendrit dari tiga neuron ditampilkan.
Sinapsis timbal balik (kanan). Panah menunjukkan arah rambat gelombang elektrotonik.

Video pendidikan - struktur sinapsis

sinapsis(Yunani , dari - peluk, bungkus, 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). Sinapsis 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 (biasanya antar sel adalah 20 nm)

Karena resistensi cairan ekstraseluler kecil (dalam hal ini), impuls lewat tanpa henti melalui sinaps. 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 .