Apa itu rangsangan seluler?

rangsangan adalah properti dari sel-sel yang memungkinkan mereka untuk menanggapi rangsangan oleh perubahan yang cepat dalam potensial membran. Ini diproduksi oleh aliran ion melintasi membran plasma.

Istilah “rangsangan seluler” umumnya dikaitkan dengan sel-sel yang membentuk sistem saraf , yang disebut neuron. Namun, ada bukti terbaru yang menunjukkan rangsangan pada astrosit, berkat perubahan sitosol dalam hal konsentrasi ion kalsium.

Sumber: pixabay.com

Berkat transpor aktif dan permeabilitas membran biologis, mereka memiliki potensi bioelektrik. Karakteristik inilah yang mendefinisikan rangsangan listrik sel.

Indeks artikel

Perspektif sejarah

Model pertama yang mengklaim mengintegrasikan peran ion dan pembangkitan sinyal listrik dalam tubuh berpendapat bahwa neuron mirip dengan tabung tempat zat mengalir yang menggembungkan atau mengempiskan jaringan otot.

Pada tahun 1662, Descartes menggunakan prinsip hidrolika untuk menggambarkan caral potensial dari fungsi sistem saraf. Kemudian, dengan kontribusi Galvani, disimpulkan bahwa listrik mampu membangkitkan otot, menghasilkan kontraksi.

Alessandro Volta menentang ide-ide ini, dengan alasan bahwa kehadiran listrik bukan karena jaringan, tetapi logam yang digunakan Galvani dalam eksperimennya. Untuk Volta, listrik harus diterapkan pada otot, dan kesaksiannya berhasil meyakinkan para sarjana saat itu.

Butuh waktu bertahun-tahun untuk membuktikan teori Galvini, di mana otot adalah sumber listrik. Pada tahun 1849, penciptaan perangkat dengan sensitivitas yang diperlukan untuk mengukur pembangkitan arus listrik di otot dan saraf tercapai.

Sel yang bersemangat

Secara tradisional, sel yang dapat dirangsang didefinisikan sebagai entitas yang mampu menyebarkan potensial aksi, diikuti oleh mekanisme – baik kimia atau listrik – stimulasi. Beberapa jenis sel dapat dirangsang, terutama neuron dan sel otot.

Rangsangan lebih merupakan istilah umum, diartikan sebagai kemampuan atau kemampuan untuk mengatur pergerakan ion melintasi membran sel tanpa perlu menyebarkan potensial aksi.

Apa yang membuat sel bersemangat?

Kemampuan sel untuk mencapai konduksi sinyal listrik dicapai dengan menggabungkan sifat karakteristik membran sel dan adanya cairan dengan konsentrasi tinggi garam dan berbagai ion di lingkungan seluler.

Membran sel terdiri dari dua lapisan lipid, yang bertindak sebagai penghalang selektif untuk masuknya molekul yang berbeda ke dalam sel. Di antara molekul-molekul ini adalah ion.

Molekul tertanam di dalam membran yang berfungsi sebagai pengatur lewatnya molekul. Ion memiliki pompa dan saluran protein yang memediasi masuk dan keluar ke lingkungan seluler.

Pompa bertanggung jawab untuk pergerakan selektif ion, membangun dan mempertahankan gradien konsentrasi yang sesuai dengan keadaan fisiologis sel.

Hasil dari adanya muatan yang tidak seimbang pada kedua sisi membran disebut gradien ion dan menghasilkan potensial membran – yang diukur dalam volt.

Ion utama yang terlibat dalam gradien elektrokimia membran neuron adalah natrium (Na + ), kalium (K + ), kalsium (Ca 2+ ) dan klorin (Cl – ).

Rangsangan di neuron

Apa itu neuron?

Neuron adalah sel saraf, yang bertanggung jawab untuk memproses dan mentransmisikan sinyal kimia dan listrik.

Mereka membuat koneksi di antara mereka, yang disebut sinapsis . Secara struktural, mereka memiliki badan sel, proses panjang yang disebut akson, dan proses pendek yang dimulai dari soma yang disebut dendrit.

rangsangan saraf

Sifat listrik neuron, termasuk pompa, membentuk “jantung” dari rangsangannya. Ini diterjemahkan ke dalam kemampuan untuk mengembangkan konduksi saraf dan komunikasi antar sel.

Dengan kata lain, sebuah neuron “bersemangat” berkat sifatnya yang mengubah potensi listriknya dan mentransmisikannya.

Neuron adalah sel dengan beberapa karakteristik tertentu. Yang pertama adalah bahwa mereka terpolarisasi. Artinya, ada ketidakseimbangan antara pengulangan muatan, jika kita membandingkan bagian luar dan bagian dalam sel.

Variasi potensial ini dari waktu ke waktu disebut potensial aksi. Tidak sembarang stimulus mampu memicu aktivitas saraf, ia harus memiliki “jumlah minimum” yang melebihi batas yang disebut ambang eksitasi – mengikuti aturan semua atau tidak sama sekali.

Jika ambang batas tercapai, respons potensial terjadi. Selanjutnya, neuron mengalami periode yang tidak dapat dirangsang, seperti periode refraktori.

Ini memiliki durasi tertentu, dan lolos ke hiperpolarisasi, di mana ia dapat dirangsang sebagian. Dalam hal ini, Anda membutuhkan stimulus yang lebih kuat dari yang sebelumnya.

Rangsangan dalam astrosit

Apa itu astrosit?

Astrosit adalah banyak sel yang berasal dari garis keturunan neuroektodermal. Disebut juga astroglia, karena merupakan sel glia yang paling banyak. Mereka berpartisipasi dalam sejumlah besar fungsi yang berkaitan dengan sistem saraf.

Nama jenis sel ini berasal dari penampilannya yang berbintang. Mereka berhubungan langsung dengan neuron dan bagian tubuh lainnya, membentuk batas antara sistem saraf dan bagian tubuh lainnya, melalui gap junction.

Rangsangan astrositik

Secara historis, diperkirakan bahwa astrosit berfungsi hanya sebagai tahap pendukung untuk neuron, yang terakhir menjadi satu-satunya peran utama dalam mengatur reaksi saraf. Berkat bukti baru, perspektif ini telah dirumuskan kembali.

Sel-sel glial ini memiliki hubungan yang erat dengan banyak fungsi otak, dan bagaimana otak merespons aktivitas. Selain berpartisipasi dalam modulasi acara tersebut.

Jadi, ada rangsangan dalam astrosit, yang didasarkan pada variasi ion kalsium dalam sitosol sel yang bersangkutan.

Dengan cara ini, astrosit dapat mengaktifkan reseptor glutamatergiknya dan merespons sinyal yang dipancarkan oleh neuron yang terletak di wilayah terdekat.

Referensi

  1. Chicharro, JL, & Vaquero, AF (2006). Fisiologi latihan . Ed. Medis Panamerika.
  2. Cuenca, EM (2006). Dasar-dasar fisiologi . Redaksi Paraninfo.
  3. Parpura, V., & Verkhratsky, A. (2012). Rangsangan singkat astrosit: dari reseptor ke gliotransmisi. Neurokimia internasional , 61 (4), 610-621.
  4. Harga, DJ, Jarman, AP, Mason, JO, & Kind, PC (2017). Membangun otak: pengantar perkembangan saraf . John Wiley & Sons.
  5. Schulz, DJ, Baines, RA, Hempel, CM, Li, L., Liss, B., & Misonou, H. (2006). Rangsangan seluler dan regulasi identitas neuron fungsional: dari ekspresi gen hingga neuromodulasi. Jurnal Ilmu Saraf, 26 (41) 10362-10367.