SINAPS SARAF: STRUKTUR, JENIS DAN CARA IA BERFUNGSI - GEOGRAFÍA - 2024

The sinaps neuron terdiri daripada kesatuan butang terminal dua neuron untuk maklumat penghantar. Dalam hubungan ini, neuron menghantar mesej, sementara satu bahagian yang lain menerimanya.

Oleh itu, komunikasi biasanya berlaku dalam satu arah: dari butang terminal neuron atau sel ke membran sel yang lain, walaupun benar ada beberapa pengecualian. Satu neuron tunggal dapat menerima maklumat dari beratus-ratus neuron.

Bahagian neuron. Sumber: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Setiap neuron tunggal menerima maklumat dari butang terminal sel saraf yang lain, dan butang terminal yang terakhir pada gilirannya sinaps dengan neuron lain.

Konsep utama

Butang terminal didefinisikan sebagai penebalan kecil di hujung akson, yang menghantar maklumat ke sinaps. Manakala, akson adalah sejenis "wayar" yang memanjang dan nipis yang membawa mesej dari inti neuron ke butang terminal.

Butang terminal sel saraf boleh sinaps dengan membran soma atau dendrit.

Skema neuron

Badan soma atau sel mengandungi nukleus neuron; Ia mempunyai mekanisme yang membolehkan pemeliharaan sel. Sebaliknya, dendrit adalah dahan neuron seperti pokok yang bermula dari soma.

Apabila potensi tindakan bergerak melalui akson neuron, butang terminal melepaskan bahan kimia. Bahan-bahan ini boleh memberi kesan rangsangan atau penghambatan pada neuron yang bersangkutan. Pada akhir keseluruhan proses, kesan sinaps ini menimbulkan tingkah laku kita.

Potensi tindakan adalah produk proses komunikasi dalam neuron. Di dalamnya terdapat sekumpulan perubahan pada membran akson yang menyebabkan pembebasan bahan kimia atau neurotransmitter.

Neuron bertukar neurotransmitter pada sinapsinya sebagai cara untuk menghantar maklumat antara satu sama lain.

Struktur sinaps neuronal

Proses penghantaran sinaptik pada neuron

Neuron berkomunikasi melalui sinapsis, dan mesej dihantar melalui pembebasan neurotransmitter. Bahan kimia ini meresap ke ruang cecair antara butang terminal dan membran yang membentuk sinaps.

Neruone presynaptik

Neuron yang melepaskan neurotransmitter melalui butang terminal disebut neuron presynaptik. Manakala yang menerima maklumat adalah neuron postynaptic.

Neuron presynaptik (atas) dan neuron postsynaptik (bawah). Ruang presinaptik berada di antara keduanya

Apabila yang terakhir menangkap neurotransmitter, potensi sinaptik dihasilkan. Iaitu, perubahan pada potensi membran neuron postynaptic.

Untuk berkomunikasi, sel mesti mengeluarkan bahan kimia (neurotransmitter) yang dikesan oleh reseptor khusus. Reseptor ini terdiri daripada molekul protein khusus.

Fenomena ini hanya dibezakan dengan jarak antara neuron yang melepaskan bahan dan reseptor yang menangkapnya.

Neuron postsynaptic

Oleh itu, neurotransmitter dilepaskan oleh butang terminal neuron presynaptik dan dikesan melalui reseptor yang terletak pada membran neuron postsynaptic. Kedua-dua neuron mesti berada dalam jarak yang dekat agar penularan ini berlaku.

Ruang sinaptik

Namun, bertentangan dengan apa yang difikirkan, neuron yang membuat sinapsis kimia tidak bergabung secara fizikal. Sebenarnya, di antara mereka ada ruang yang dikenali sebagai ruang sinaptik atau sumbatan sinaptik.

Ruang ini nampaknya berbeza dari sinaps ke sinaps, tetapi secara amnya selebar sekitar 20 nanometer. Terdapat rangkaian filamen di celah sinaptik yang memastikan neuron pra dan pasca sinaptik sejajar.

Potensi tindakan

A. Pandangan skematik mengenai potensi tindakan yang ideal. B. Rekod sebenar potensi aksi. Sumber: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Agar pertukaran maklumat berlaku antara dua neuron atau sinapsis neuron, potensi tindakan mesti berlaku terlebih dahulu.

Fenomena ini berlaku pada neuron yang menghantar isyarat. Membran sel ini mempunyai cas elektrik. Pada hakikatnya, membran semua sel di dalam badan kita dicas elektrik, tetapi hanya akson yang dapat mencetuskan potensi tindakan.

Perbezaan antara potensi elektrik di dalam neuron dan luar disebut potensi membran.

Perubahan elektrik antara bahagian dalam dan luar neuron dimediasi oleh kepekatan ion yang ada, seperti natrium dan kalium.

Apabila terdapat pembalikan potensi membran yang sangat cepat, potensi tindakan berlaku. Ia terdiri daripada dorongan elektrik ringkas, yang dilakukan oleh akson dari soma atau nukleus neuron ke butang terminal.

Perlu ditambah bahawa potensi membran mesti melebihi ambang pengujaan tertentu agar potensi tindakan dapat terjadi. Dorongan elektrik ini diterjemahkan ke dalam isyarat kimia yang dilepaskan melalui butang terminal.

Bagaimana sinaps berfungsi?

Neuron multipolar. Sumber: BruceBlaus

Neuron mengandungi kantung yang disebut sinaptik vesikel, yang boleh besar atau kecil. Semua butang terminal mempunyai vesikel kecil yang membawa molekul neurotransmitter di dalamnya.

Vesikel dihasilkan dalam mekanisme yang terletak di soma yang disebut radas Golgi. Mereka kemudian diangkut dekat dengan butang terminal. Namun, mereka juga dapat dihasilkan pada butang terminal dengan bahan "kitar semula".

Apabila potensi tindakan dihantar di sepanjang akson, depolarisasi (pengujaan) sel presinaptik berlaku. Akibatnya, saluran kalsium neuron dibuka yang membolehkan ion kalsium memasukinya.

Selepas kedatangan potensi tindakan, neuron presinaptik depolarisasi dan saluran kalsium terbuka, memasuki ion

Ion-ion ini mengikat molekul pada membran vesikel sinaptik yang berada di butang terminal. Membran tersebut pecah, bergabung dengan membran butang terminal. Ini menghasilkan pembebasan neurotransmitter ke ruang sinaptik.

Sitoplasma sel menangkap selaput membran yang tersisa dan membawanya ke perigi. Di sana mereka dikitar semula, mencipta vesikel sinaptik baru dengan mereka.

Pelepasan neurotransmitter dari neuron presynaptik dan mengikat reseptor pada neuron postynaptic

Neuron postynaptic mempunyai reseptor yang menangkap bahan yang berada di ruang sinaptik. Ini dikenali sebagai reseptor postsynaptic, dan apabila diaktifkan, ia menyebabkan saluran ion terbuka.

Ilustrasi sinaps kimia. Apabila saluran natrium yang cukup dibuka, sel postynaptic depolarisasi dan potensi tindakan berterusan melalui neuron.

Apabila saluran ini terbuka, bahan tertentu memasuki neuron, menyebabkan potensi postynaptic. Ini boleh memberi kesan rangsangan atau penghambatan pada sel bergantung pada jenis saluran ion yang telah dibuka.

Biasanya, potensi postynaptic yang terangsang berlaku apabila natrium menembusi ke dalam sel saraf. Sementara perencat dihasilkan dengan keluarnya kalium atau masuknya klorin.

Kemasukan kalsium ke dalam neuron menyebabkan potensi postynaptic yang menggembirakan, walaupun ia juga mengaktifkan enzim khusus yang menghasilkan perubahan fisiologi dalam sel ini. Sebagai contoh, ia mencetuskan perpindahan vesikel sinaptik dan pembebasan neurotransmitter.

Ia juga memudahkan perubahan struktur pada neuron setelah belajar.

Penyelesaian sinaps

Potensi postsynaptic biasanya sangat singkat dan berakhir melalui mekanisme khas.

Salah satunya adalah penonaktifan asetilkolin oleh enzim yang disebut asetilkolinesterase. Molekul neurotransmitter dikeluarkan dari ruang sinaptik dengan pengambilan semula atau penyerapan semula oleh pengangkut yang berada pada membran presinaptik.

Oleh itu, kedua-dua neuron presynaptik dan postynaptic mempunyai reseptor yang menangkap kehadiran bahan kimia di sekitarnya.

Terdapat reseptor presinaptik yang disebut autoreceptor yang mengawal jumlah neurotransmitter yang dilepaskan atau disintesis oleh neuron.

Jenis sinaps

Sinaps elektrik

Ilustrasi sinaps elektrik. Potensi tindakan dihargai

Di dalamnya neurotransmisi elektrik berlaku. Kedua-dua neuron disambungkan secara fizikal melalui struktur protein yang dikenali sebagai "gap junction" atau gap junction.

Struktur ini membolehkan perubahan sifat elektrik satu neuron mempengaruhi secara langsung yang lain dan sebaliknya. Dengan cara ini, kedua-dua neuron akan bertindak seolah-olah satu.

Sinaps kimia

Skema sinaps kimia. Sumber: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Neurotransmisi kimia berlaku pada sinapsis kimia. Neuron pra dan pasca-sinaptik dipisahkan oleh ruang sinaptik. Potensi tindakan pada neuron presinaptik akan menyebabkan pembebasan neurotransmitter.

Ini mencapai celah sinaptik, tersedia untuk memberi kesannya pada neuron postynaptic.

Sinaps bersemangat

Contoh sinaps neuronal yang terangsang adalah refleks penarikan semasa kita terbakar. Neuron deria akan mengesan objek panas, kerana akan merangsang dendritnya.

Neuron ini akan menghantar mesej melalui aksonnya ke butang terminal, yang terletak di saraf tunjang. Tombol terminal neuron deria akan melepaskan bahan kimia yang dikenali sebagai neurotransmitter yang akan mengasyikkan neuron yang dengannya ia bersinaptasi. Khususnya, kepada interneuron (yang menjadi perantara antara neuron deria dan motorik).

Ini akan menyebabkan pelatih menghantar maklumat di sepanjang aksonnya. Pada gilirannya, butang terminal interneuron mengeluarkan neurotransmitter yang membangkitkan neuron motor.

Jenis neuron ini akan menghantar mesej di sepanjang aksonnya, yang melekat pada saraf untuk mencapai otot sasaran. Sebaik sahaja neurotransmitter dilepaskan dari butang terminal neuron motor, sel otot berkontrak untuk menjauh dari objek panas.

Sinapsis perencatan

Jenis sinaps ini agak rumit. Ini akan diberikan dalam contoh berikut: bayangkan bahawa anda mengeluarkan dulang yang sangat panas dari oven. Anda memakai sarung tangan agar tidak membakar diri, namun, mereka agak nipis dan panas mula mengatasinya. Daripada menjatuhkan dulang di lantai, anda cuba menahan kepanasan sedikit sehingga anda meletakkannya di permukaan.

Reaksi penarikan badan kita terhadap rangsangan yang menyakitkan akan membuat kita melepaskan objek, walaupun begitu, kita telah mengawal dorongan ini. Bagaimana fenomena ini dihasilkan?

Haba yang datang dari dulang dirasakan, meningkatkan aktiviti sinaps rangsangan pada neuron motor (seperti yang dijelaskan pada bahagian sebelumnya). Walau bagaimanapun, kegembiraan ini ditangguhkan oleh penghambatan yang berasal dari struktur lain: otak kita.

Ini menghantar maklumat yang menunjukkan bahawa jika kita membuang baki, itu boleh menjadi bencana total. Oleh itu, mesej dihantar ke saraf tunjang yang menghalang refleks penarikan.

Untuk melakukan ini, akson dari neuron di otak mencapai saraf tunjang, di mana butang terminalnya bersin dengan interneuron penghambat. Ia mengeluarkan neurotransmitter penghambat yang mengurangkan aktiviti neuron motorik, menyekat refleks penarikan.

Yang penting, ini hanyalah contoh. Prosesnya lebih kompleks (terutamanya yang menghalang), dengan ribuan neuron terlibat di dalamnya.

Kelas sinaps mengikut tempat di mana ia berlaku

- Sinapsis Axodendritik: dalam jenis ini, butang terminal bersambung dengan permukaan dendrit. Atau, dengan dendritic spines, yang merupakan penonjolan kecil yang terletak di dendrit pada beberapa jenis neuron.

- Sinaps aksosomatik: di dalamnya, butang terminal bersinaptasi dengan soma atau nukleus neuron.

- Sinapsis aksoksonik : butang terminal sel presynaptik menghubungkan dengan akson sel postsynaptic. Jenis sinaps ini berfungsi berbeza dari dua yang lain. Fungsinya adalah untuk mengurangkan atau meningkatkan jumlah neurotransmitter yang dilepaskan oleh butang terminal. Oleh itu, ia mendorong atau menghalang aktiviti neuron presinaptik.

Sinapsis dendrodendritik juga telah dijumpai, tetapi peranan mereka yang tepat dalam komunikasi neuron belum diketahui.

Bahan yang dilepaskan pada sinaps saraf

1. Carlson, NR (2006). Fisiologi tingkah laku Edisi ke 8 Madrid: Pearson. hlm: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Sinaps. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Sinaps elektrik. (sf). Diakses pada 28 Februari 2017, dari Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Neuron, Sinapsis, Potensi Tindakan, dan Neurotransmisi. Diakses pada 28 Februari 2017, dari CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, & Wallace, BG (2001). Dari Neuron ke Brain, edisi ke-4. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Sinaps. (sf). Diakses pada 28 Februari 2017, dari University of Washington: fakulti.washington.edu.