Sinapsis listrik: bagaimana mereka dan bagaimana mereka bekerja dalam sistem saraf

Ciri utama sistem saraf kita adalah kemampuannya untuk mengirimkan informasi dari satu sel ke sel lainnya. Komunikasi antar sel ini terjadi melalui beberapa cara, dan salah satunya adalah melalui sinapsis listrik, celah kecil yang memungkinkan lewatnya arus listrik.

Meskipun jenis sinaps ini lebih khas pada hewan invertebrata dan vertebrata rendah, ia juga telah diamati di beberapa area sistem saraf mamalia, termasuk manusia.

Dalam beberapa tahun terakhir, sinapsis listrik telah kehilangan keunggulan karena sinapsis kimia yang lebih banyak dan kompleks. Pada artikel ini kita akan melihat seperti apa sinapsis listrik ini dan apa ciri-cirinya.

• Artikel terkait: "Apa celah sinaptik dan bagaimana cara kerjanya?"

Apa itu sinapsis listrik?

Transfer informasi antar neuron terjadi pada tingkat persimpangan khusus yang dikenal sebagai sinapsis. Di ruang sinaptik ini, neuron berkomunikasi dan menggunakan, terutama, dua jalur: sinaps kimia, ketika transmisi informasi terjadi dengan melepaskan zat atau neurotransmiter, dan listrik.

Dalam sinapsis listrik, membran neuron pra dan pascasinaps dihubungkan oleh gap junction, atau gap junction. melalui mana arus listrik mengalir dari satu sel ke sel lain dan secara langsung.

Saluran sambungan celah ini memiliki resistansi rendah (atau konduktansi tinggi), yaitu aliran arus listrik, baik ion bermuatan positif atau negatif, ia mengalir dari neuron presinaptik ke neuron postsinaptik, menghasilkan depolarisasi atau hiperpolarisasi.

hiperpolarisasi dan depolarisasi

Saat istirahat, neuron memiliki potensial istirahat (potensial melintasi membran) sebesar -60 hingga -70 milivolt. Ini menyiratkan bahwa bagian dalam sel bermuatan negatif relatif terhadap bagian luar.

Dalam sinapsis listrik, hiperpolarisasi terjadi ketika potensial membran menjadi lebih negatif pada titik tertentu membran saraf, sedangkan depolarisasi terjadi ketika potensial membran menjadi kurang negatif (atau lebih positif).

Keduanya hiperpolarisasi seperti depolarisasi terjadi ketika saluran ion (protein yang memungkinkan lewatnya ion spesifik melalui membran sel) membran terbuka atau tertutup, yang mengubah kemampuan beberapa jenis ion untuk masuk atau keluar sel. sel.

• Anda mungkin tertarik pada: "Potensi aksi: apa itu dan apa fase-fasenya?"

Perbedaan dengan sinapsis kimia

Dari segi fungsional, komunikasi antara neuron melintasi sinapsis listrik berbeda secara substansial dari yang terjadi pada sinapsis kimia. Perbedaan utamanya adalah kecepatan: pada yang terakhir, ada penundaan sinaptik sejak potensial aksi mencapai terminal presinaptik sampai neurotransmitter dilepaskan, sedangkan pada sinapsis listrik penundaannya hampir tidak ada.

Komunikasi antar sel dengan kecepatan tinggi memungkinkan kopling fungsional simultan (sinkronisasi) jaringan neuron yang dihubungkan oleh sinapsis listrik.

Perbedaan lain antara sinapsis listrik dan kimia terletak pada pengaturannya.. Yang terakhir harus mengikuti proses multi-langkah yang kompleks, tunduk pada banyak pos pemeriksaan, yang pada akhirnya mengarah pada pelepasan dan pengikatan neurotransmitter ke reseptor. Semua ini kontras dengan kesederhanaan sinapsis listrik, di mana saluran antar sel memungkinkan aliran dua arah ion dan molekul kecil di hampir semua situasi.

Keuntungan sinapsis listrik vs sinapsis kimia

sinapsis listrik adalah yang paling umum pada hewan vertebrata yang kurang kompleks dan di beberapa area otak mamalia. Mereka lebih cepat dari sinapsis kimia tetapi lebih sedikit plastik. Namun, jenis sinaps ini memiliki beberapa keunggulan yang sangat menonjol:

Dua arah

sinapsis listrik memiliki transmisi potensial aksi dua arah. Kimia, bagaimanapun, hanya dapat berkomunikasi satu arah.

kapasitas koordinasi

Sinkronisasi aktivitas saraf dihasilkan dalam sinapsis listrik, yang membuat sel saraf dapat saling berkoordinasi.

Kecepatan

Mengenai kecepatan komunikasi, lebih cepat di sinapsis listrik, karena potensial aksi perjalanan melalui saluran ion tanpa harus melepaskan bahan kimia apapun.

Kekurangan

Sinapsis listrik juga memiliki kelemahan dibandingkan sinapsis kimia. Terutama, bahwa mereka tidak dapat mengubah sinyal rangsang dari satu neuron menjadi sinyal penghambatan di neuron lain. Artinya, mereka tidak memiliki fleksibilitas, keserbagunaan, dan kemampuan untuk memodulasi sinyal yang dimiliki rekan kimia mereka.

• Anda mungkin tertarik pada: "Sinapsis: apa itu, jenis dan fungsinya"

Properti jenis sinaps ini

Sebagian besar saluran antar sel yang membentuk sinapsis listrik tergantung tegangan; yaitu, konduktansinya (atau, sebaliknya, resistansinya terhadap aliran arus listrik) bervariasi sebagai fungsi dari beda potensial di kedua sisi membran yang membentuk sambungan.

Bahkan di beberapa serikat pekerja, sensitivitas tegangan saluran ini memungkinkan arus depolarisasi dilakukan hanya dalam satu arah (apa yang dikenal sebagai memperbaiki sinapsis listrik).

Juga terjadi bahwa sebagian besar saluran komunikasi ditutup sebagai respons terhadap penurunan pH intraseluler atau karena peningkatan kalsium sitoplasma (dalam sitoplasma banyak proses metabolisme sel).

Telah dikemukakan bahwa sifat-sifat ini memiliki peran protektif dengan mengadakan pelepasan sel-sel yang terluka oleh sel-sel lain, sejak di Pertama, ada peningkatan signifikan dalam kalsium dan proton sitoplasma yang dapat mempengaruhi sel-sel yang berdekatan jika mereka melintasi saluran. komunikator.

konektivitas saraf

Banyak penyelidikan telah dapat memverifikasi bahwa neuron tidak terhubung secara anarkis satu sama lain, tetapi hubungan antara pusat saraf yang berbeda mengikuti pedoman yang melampaui spesies hewan tertentu, yang merupakan karakteristik dari kelompok hewan.

Konektivitas antara pusat saraf yang berbeda ini berasal dari perkembangan embrio dan disempurnakan saat tumbuh dan berkembang. Kabel dasar pada berbagai hewan vertebrata menunjukkan kemiripan umum, refleksi dari pola ekspresi gen diwariskan dari nenek moyang yang sama.

Selama diferensiasi neuron, aksonnya tumbuh dipandu oleh karakteristik kimia dari struktur yang terbentuk. ia temukan di jalurnya dan ini berfungsi sebagai referensi untuk mengetahui bagaimana memposisikan dirinya dan menempatkan dirinya di dalam jaringan saraf.

Studi konektivitas saraf juga menunjukkan bahwa biasanya ada korespondensi yang dapat diprediksi antara posisi neuron di pusat asal dan aksonnya di pusat tujuan, mampu membuat peta topografi yang tepat dari hubungan antara keduanya zona.

Referensi bibliografi:

• Waxman, S. (2012). Neuroanatomi klinis. Padua: Piccin.