Prinsip Dale: apa itu dan apa yang dikatakannya tentang neuron

Prinsip Dale adalah aturan umum yang menyatakan bahwa neuron melepaskan neurotransmitter atau kelompok neurotransmitter yang sama di semua koneksi sinaptiknya. Tapi apa yang benar tentang itu? Apakah ilmu saraf saat ini, sebagian atau seluruhnya, menyangkal prinsip ini?

Dalam artikel ini kami menjelaskan apa itu prinsip Dale dan apa validitasnya saat ini, terdiri dari apa fenomena kotransmisi dan contohnya.

• Artikel terkait: "Apa itu neurotransmiter dan apa fungsinya di otak kita?"

Apa prinsip Dale?

Prinsip Dale atau hukum Dale, dinamai menurut ahli fisiologi Inggris Henry H. Dale, dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisiologi dan Kedokteran pada tahun 1936 untuk temuannya tentang transmisi impuls saraf, menetapkan bahwa neuron melepaskan neurotransmitter yang sama (atau kelompok neurotransmitter) di semua koneksi sinaptiknya.

Prinsip ini awalnya didalilkan dengan beberapa ambiguitas; Beberapa ilmuwan, termasuk John C. Eccles, menafsirkannya sebagai berikut: "neuron melepaskan kelompok neurotransmiter yang sama di semua sinapsisnya"; sementara yang lain menafsirkan pernyataan asli dengan cara lain: "neuron hanya melepaskan satu neurotransmitter di semua sinapsisnya."

Seperti yang bisa dilihat, sepertinya ada dua versi prinsip Dale yang menyatakan sesuatu yang serupa, tetapi dengan nuansa. Saat itu, hanya dua neurotransmiter yang diketahui: asetilkolin dan norepinefrin (yang pada saat itu dipercaya memacu adrenalin); dan kemungkinan pelepasan neuron lebih dari satu pada satu sinapsis tidak dipertimbangkan sama sekali.

Ambiguitas yang dihasilkan dari hipotesis asli Dale menyebabkan beberapa kebingungan tentang apa arti prinsip yang didalilkan. Singkatnya, itu disalahartikan karena dianggap menyangkal kemungkinan bahwa sebuah neuron dapat melepaskan lebih dari satu neurotransmitter.

Namun, saat ini dimungkinkan untuk memverifikasi bahwa prinsip Dale, yaitu hipotesis bahwa neuron hanya melepaskan satu neurotransmitter di semua sinapsisnya, adalah salah. Itu didirikan fakta ilmiah bahwa banyak neuron melepaskan lebih dari satu pembawa pesan kimiawi, sebuah fenomena yang disebut kotransmisi, yang akan kita bicarakan selanjutnya.

• Anda mungkin tertarik pada: "Apa celah sinaptik dan bagaimana cara kerjanya?"

Fenomena kotransmisi

Selama bertahun-tahun, pemahaman komunitas ilmiah tentang mekanisme transmisi saraf telah menjadi sasaran pada hukum atau prinsip Dale, yang, seperti telah kami komentari, mendalilkan bahwa konsep bahwa sebuah neuron melepaskan hanya satu neurotransmiter. Namun, mulai tahun 1970-an, muncul pemikiran dan penelitian baru yang mempertanyakan ide-ide tersebut.

Konsep cotransmission mulai digunakan pada pertengahan tahun 70-an oleh, antara lain ilmuwan, Geoffrey Burnstock. Konsep ini memperkenalkan gagasan bahwa neuron individu, baik di sistem saraf pusat maupun di perifer, mengandung dan dapat melepaskan sejumlah besar dan berbagai zat yang mampu mempengaruhi sel tujuan.

Jadi, kotransmisi menyiratkan pelepasan berbagai jenis neurotransmiter, neuromodulator, dan zat dari satu neuron, memungkinkan efek yang lebih kompleks diberikan pada reseptor postsinaptik dan, dengan cara ini, menghasilkan komunikasi yang lebih kompleks daripada yang terjadi pada transmisi normal.

Hari ini kita tahu bahwa, bertentangan dengan apa yang didalilkan oleh prinsip Dale, bukanlah hal yang aneh bagi neuron untuk melepaskan neurotransmiter bersama zat lain. (cotransmitter), seperti ATP (sumber energi dan neurotransmitter penting dari sistem saraf), oksida nitrat atau neuropeptida (protein kecil dari aksi Cepat).

Ada beberapa contoh kotransmisi saraf. Dalam sistem saraf simpatis, ATP dilepaskan bersama dengan norepinefrin., dan kedua neurotransmiter mengerahkan aksinya dengan mengaktifkan reseptor tertentu, yang akhirnya diekspresikan dalam sel otot polos. Dengan cara ini, ATP berpartisipasi dalam kontraksi otot-otot ini.

Pada saraf parasimpatis, kita juga dapat menemukan contoh kotransmisi. Asetilkolin, polipeptida usus vasoaktif (VIP), ATP, dan oksida nitrat adalah kotransmiter yang disintesis dan dilepaskan oleh saraf jenis ini. Misalnya, oksida nitrat bertindak sebagai mediator utama vasodilatasi neurogenik di pembuluh darah. sel otak, sedangkan VIP memiliki peran penting selama vasodilatasi neurogenik di pankreas.

Mempelajari mekanisme kotransmisi: Aplysia

Setelah prinsip Dale diatasi, studi tentang dampak kotransmisi pada aktivitas sirkuit saraf telah dianalisis secara rinci dalam sistem hewan invertebrata, seperti Aplysia. Melalui penggunaan teknik elektrofisiologis, fungsi kotransmiter dalam neuron yang diidentifikasi secara fisiologis dalam sirkuit saraf yang terdefinisi dengan baik telah diidentifikasi dan ditentukan.

Sirkuit makan Aplysia telah memberikan wawasan penting tentang peran tersebut fungsi kotransmisi, dan bagaimana kotransmiter seperti peptida kardioaktif dan myomodulin mampu mengatur kontraksi otot ditimbulkan oleh neurotransmitter lain seperti asetilkolin, yang dilepaskan oleh neuron motorik pada otot yang bertanggung jawab untuk mengendalikan perilaku makan hewan.

Aplysia dapat menghasilkan dua perilaku makan yang antagonis, yaitu: konsumsi dan egesti. Stimulasi berulang interneuron CBI-2 akan mengaktifkan generator pola sentral makan di ganglion bukal, dengan cara ini, secara progresif menghasilkan program pencernaan motorik makanan.

Egesti akan diaktifkan oleh stimulasi berulang pada saraf esofagus, yang menginduksi a potensiasi jangka pendek transmisi sinaptik antara interneuron B20 dan neuron motorik B8. B20 akan memiliki neurotransmiter seperti GABA dan dopamin sebagai cotransmitter.

Dopamin dalam hal ini akan bertindak sebagai pemancar rangsang cepat, dengan memberikan efek pada reseptor yang mirip dengan 5-HT3. Gaba, pada bagiannya, tidak akan memiliki efek langsung pada sinapsis ini, tetapi dapat mempotensiasi respons dopaminergik dengan bekerja pada reseptor GABA β dan selanjutnya mengaktifkan protein kinase C.

Yang terakhir adalah contoh di mana pemancar "konvensional" (seperti GABA) akan menimbulkan efek modulasi, dan pemancar "modulator" (dopamin) akan memberikan efek konvensional. Efek GABA ini dianggap sebagai contoh modulasi intrinsik oleh cotransmitter, karena memodulasi sirkuit tempatnya berada.

Referensi bibliografi:

• Burnstock, G. (1976). Apakah beberapa sel saraf melepaskan lebih dari satu pemancar? Ilmu saraf, 1(4), 239-248.
• Osborne, N. TIDAK. (1979). Apakah prinsip Dale valid? Tren dalam Ilmu Saraf, 2, 73-75.
• Strata, P., & Harvey, R. (1999). prinsip Dale. Buletin penelitian otak, 50(5-6), 349-350.
• Vilim, F. S., Pemotong, E. C., Harga, D. A., Kupfermann, I., & Weiss, K. R. (1996). Pelepasan cotransmitter peptida di Aplysia: regulasi dan implikasi fungsional. Jurnal Ilmu Saraf, 16(24), 8105-8114.