Karakteristik utama dari sistem saraf kita adalah kemampuannya untuk mengirimkan informasi dari satu sel ke sel lain. Komunikasi antar sel ini terjadi dalam beberapa cara, dan salah satunya melalui sinapsis listrik, celah-celah kecil yang memungkinkan lewatnya arus listrik.
Meskipun jenis sinapsis lebih khas dari hewan invertebrata dan vertebrata yang lebih rendah, mereka juga telah diamati di beberapa area sistem saraf mamalia, termasuk manusia.
Dalam beberapa tahun terakhir, sinapsis listrik telah kehilangan keunggulan demi sinapsis kimia yang lebih banyak dan kompleks. Pada artikel ini kita akan melihat seperti apa sinapsis listrik ini dan apa yang mencirikannya.
- Artikel terkait: ” Apa itu ruang sinaptik dan bagaimana cara kerjanya? “
Seperti apa sinapsis listrik?
Transfer informasi antar neuron terjadi pada tingkat persimpangan khusus yang dikenal sebagai sinapsis. Dalam ruang sinaptik ini, neuron berkomunikasi dan menggunakan, terutama, dua jalur: sinapsis kimia, ketika transmisi informasi terjadi dengan melepaskan zat atau neurotransmiter, dan jalur listrik.
Dalam sinaps listrik, membran neuron pra dan pascasinaps dihubungkan oleh sambungan tipe celah, atau sambungan komunikasi, di mana arus listrik mengalir langsung dari satu sel ke sel lainnya.
Saluran gap junction ini memiliki resistansi rendah (atau konduktansi tinggi), yaitu, aliran arus listrik, baik ion bermuatan positif maupun negatif, mengalir dari neuron prasinaptik ke neuron pascasinaps, menghasilkan depolarisasi, atau hiperpolarisasi.
Hiperpolarisasi dan depolarisasi
Saat istirahat, neuron memiliki potensi istirahat (potensi melintasi membran) dari -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 pada membran saraf, sedangkan depolarisasi terjadi ketika potensial membran menjadi kurang negatif (atau lebih positif).
Baik hiperpolarisasi maupun depolarisasi terjadi ketika saluran ion (protein yang memungkinkan ion tertentu melewati membran sel) dalam membran membuka atau menutup, mengganggu kemampuan jenis ion tertentu untuk masuk atau keluar sel.
- Anda mungkin tertarik: ” Potensi tindakan: apa itu dan apa fasenya? “
Perbedaan dari sinapsis kimia
Dari sudut pandang fungsional, komunikasi antara neuron di sinapsis listrik berbeda secara substansial dari yang terjadi pada sinapsis kimia. Perbedaan utama adalah kecepatan: pada yang terakhir, ada penundaan sinaptik dari saat potensial aksi mencapai terminal prasinaptik sampai neurotransmitter dilepaskan, sedangkan pada sinapsis listrik penundaan praktis tidak ada.
Komunikasi antar sel pada kecepatan tinggi ini memungkinkan penggabungan fungsional simultan (sinkronisasi) jaringan neuron yang dihubungkan oleh sinapsis listrik.
Perbedaan lain antara sinapsis listrik dan kimia terletak pada regulasinya. 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 dari 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 daripada sinapsis kimia tetapi lebih sedikit plastik. Namun, jenis sinapsis ini memiliki beberapa keuntungan yang sangat menonjol:
dua arah
Sinapsis listrik memiliki transmisi dua arah potensial aksi. Kimia, bagaimanapun, hanya dapat berkomunikasi dengan satu cara.
Kemampuan koordinasi
Dalam sinapsis listrik, sinkronisasi dihasilkan dalam aktivitas saraf, yang memungkinkan sel-sel saraf untuk berkoordinasi satu sama lain.
Kecepatan
Mengenai kecepatan komunikasi, ini lebih cepat dalam sinapsis listrik, karena potensial aksi berjalan melalui saluran ion tanpa harus melepaskan zat kimia apa pun.
Kekurangan
Sinapsis listrik juga memiliki kelemahan dibandingkan sinapsis kimia. Terutama, bahwa mereka tidak dapat mengubah sinyal rangsang dari satu neuron menjadi sinyal penghambatan dari yang lain. Artinya, mereka tidak memiliki fleksibilitas, keserbagunaan, dan kemampuan untuk memodulasi sinyal yang dimiliki rekan kimia mereka.
- Anda mungkin tertarik: ” Sinaps: apa itu, jenis dan fungsinya “
Sifat-sifat sinaps jenis ini
Sebagian besar saluran antar sel yang membentuk sinapsis listrik bergantung pada tegangan ; yaitu, konduktansinya (atau, sebaliknya, resistensinya terhadap aliran arus listrik) bervariasi sebagai fungsi dari perbedaan potensial di kedua sisi membran yang membentuk persimpangan.
Di beberapa sambungan, pada kenyataannya, sensitivitas tegangan saluran ini memungkinkan arus depolarisasi dilakukan hanya dalam satu arah (dikenal sebagai penyearah sinapsis listrik).
Hal ini juga terjadi bahwa sebagian besar saluran komunikasi menutup sebagai respons terhadap penurunan pH intraseluler atau karena peningkatan kalsium sitoplasma (banyak proses metabolisme sel terjadi di sitoplasma).
Telah dikemukakan bahwa sifat-sifat ini memainkan peran protektif dengan mengadakan pelepasan sel-sel yang terluka oleh sel-sel lain, karena di sel-sel yang pertama ada peningkatan yang signifikan dalam kalsium dan proton sitoplasma yang dapat mempengaruhi sel-sel yang berdekatan jika mereka melintasi saluran komunikasi.
Konektivitas saraf
Banyak penyelidikan telah dapat memverifikasi bahwa neuron tidak terhubung secara anarkis satu sama lain, tetapi hubungan antara pusat saraf yang berbeda mengikuti pola yang melampaui spesies hewan tertentu, menjadi karakteristik kelompok hewan.
Konektivitas antara pusat saraf yang berbeda ini berasal selama perkembangan embrio dan disempurnakan saat ia tumbuh dan berkembang. Pengkabelan dasar pada hewan vertebrata yang berbeda menunjukkan kemiripan umum, cerminan dari pola ekspresi gen yang diwarisi dari nenek moyang yang sama.
Selama diferensiasi neuron, aksonnya tumbuh dipandu oleh karakteristik kimia dari struktur yang ditemuinya dan ini berfungsi sebagai referensi untuk mengetahui bagaimana memposisikan dan memposisikan dirinya dalam kerangka neuron.
Studi konektivitas saraf juga menunjukkan bahwa biasanya ada korespondensi yang dapat diprediksi antara posisi neuron di pusat asal dan aksonnya di pusat tujuan, karena mampu membuat peta topografi yang tepat dari hubungan antara kedua area.
Referensi bibliografi:
- Waxman, S. (2012). Neuroanatomi klinis. Padova: Piccin.