Sinapsis dalam sistem saraf

Konsep "sinaps" diperkenalkan pada akhir abad XIX. C. Sherrington, menyiratkan dengan istilah ini sebuah struktur yang memediasi transmisi sinyal dari ujung akson ke efektor - neuron, serat otot, sel sekretori. Selama studi sinapsis oleh ahli morfologi, ahli fisiologi, ahli biokimia dan farmakologi, keragamannya terungkap, sementara ciri umum dalam struktur dan fungsi terungkap; Akibatnya, prinsip klasifikasi sinapsis dikembangkan.

Prinsip morfologi klasifikasi sinapsis memperhitungkan bagian-bagian dari dua sel yang terbentuk dan bagaimana letaknya di permukaan neuron yang mengamati (pada tubuh sel, pada batang atau tulang belakang dendrit, pada akson itu sendiri). Dengan demikian, ada sinapsis sumbu-axonal, axo-dendritik, sinapsis sumbu-somatik. Namun, klasifikasi ini tidak menjelaskan baik peran fungsional maupun mekanisme operasi sinaps.

Struktur morfologi sinaps

Secara morfologis sinaps adalah struktur dari dua formasi demyelinasi - ujung sinaptik yang kental (pleton sinapsis) pada akhir akson dan segmen membran sel yang diinervasi, melalui celah sinaptik yang menghubungkan membran presinaptik. Fungsi utama sinaps adalah transmisi sinyal. Bergantung pada metode transmisi sinyal, sinapsis kimia, listrik dan campuran diisolasi. Mereka berbeda sesuai prinsip kerja.

Mekanisme eksitasi pada sinaps listrik mirip dengan mekanisme eksitasi pada serat saraf - ujung presinaptik PD menyediakan depolarisasi membran postsynaptic. Transfer eksitasi semacam itu dimungkinkan karena kekhasan struktur sinapsis tipe ini - celah sinapsis sempit (sekitar 5 nm), area kontak membran yang luas, adanya tubulus transversal yang menghubungkan membran presinaptik dan postsynaptic dan mengurangi hambatan listrik di area kontak. Sinapsis listrik yang paling umum pada invertebrata dan vertebrata inferior. Pada mamalia, mereka ditemukan di nukleus mesenchyphal saraf trigeminal di antara tubuh neuronal, di inti venibular Deiters antara sel-sel tubuh dan ujung akson dan antara "spinules" dendrit di bawah zaitun. Sinapsis listrik terbentuk di antara sel-sel saraf dengan tipe dan struktur yang sama.

Untuk transmisi sinaptik listrik, ada sedikit penundaan sinaptik, pemberian sinyal pada kedua arah, kemandirian transmisi sinyal dari potensi membran presinaptik, resistensi terhadap perubahan konsentrasi Ca2 +, suhu rendah, beberapa efek farmakologis, dan kelelahan rendah, karena pemberian sinyal tidak memerlukan biaya metabolik yang signifikan. Pada sebagian besar sinapsis tersebut, "efek rektifikasi" diamati, ketika sinyal di sinaps ditransmisikan hanya dalam satu arah.

Tidak seperti sinapsis listrik dengan transfer eksitasi langsung, dalam jumlah yang jauh lebih besar pada sistem saraf vertebrata diwakili sinapsis kimia (sinapsis dengan transmisi sinyal tidak langsung). Dalam impuls saraf synaptic kimia menyebabkan pelepasan terminal presynaptic mediator kimia - sebuah neurotransmitter, yang berdifusi melintasi celah sinaps (10-50 nm lebar) dan berinteraksi dengan reseptor protein dari membran postsynaptic, sehingga potensi postsynaptic dihasilkan. Transmisi kimia memberikan sinyal satu arah dan kemungkinan modulasi (penguatan sinyal, serta konvergensi banyak sinyal pada sel postsynaptic tunggal). Kemungkinan modulasi dalam proses transmisi sinyal dalam sinapsis tipe kimia memberikan formasi berdasarkan fungsi fisiologis kompleks (pelatihan, memori, dll.). Fitur khusus dari sinaps ultrastruktur kimia termasuk celah sinaptik yang luas, adanya plak di vesikel sinaptik diisi mediator dimana sinyal ditransmisikan, dan di postsynaptic - chemosensitivity beberapa saluran (sinapsis rangsang - untuk Na +, di rem - untuk Cl). Sinapsis semacam itu ditandai dengan penundaan sinyal dan kelelahan yang besar dibandingkan dengan sinaps listrik, karena fungsinya memerlukan biaya metabolik yang cukup besar.

Ada dua subtipe utama dari sinapsis kimia

Yang pertama (yang disebut asimetris) ditandai dengan celah sinapsis sekitar 30 nm, zona kontak yang relatif besar (1-2 μm), akumulasi matriks padat yang signifikan di bawah membran postsynaptic. Pada plak presinaptik, vesikel besar menumpuk (diameter 30-60 nm). Sinapsis kimia dari subtipe kedua memiliki celah sinaptik dengan lebar sekitar 20 nm, zona kontak yang relatif kecil (kurang dari 1 μm), segel membran simetri dan moderat. Mereka ditandai oleh vesikula kecil (diameter 10-30 nm). Substansi pertama diwakili terutama oleh axodendritic, stimulating (glutamatergic), sinapsis somatik, inhibitor (GABA-ergic) kedua. Namun, pembagian ini relatif sewenang-wenang, karena sumsum kolinergik memiliki vesikel ringan berdiameter 20-40 nm pada mikrograf elektron, dan monoaminergik (terutama dengan norepinephrine) - vesikula padat besar dengan diameter 50-90 nm.

Prinsip lain dari klasifikasi sinapsis adalah untuk zat yang digunakan sebagai mediator (kolinergik, adrenergik, purinergik, peptidergik, dll.). Terlepas dari kenyataan bahwa dalam beberapa tahun terakhir telah ditunjukkan bahwa mediator alam yang berbeda dapat berfungsi di satu sisi, klasifikasi sinapsis ini masih banyak digunakan.