impuls saraf adalah serangkaian potensial aksi (AP) yang terjadi di sepanjang akson dan sel bersemangat elektrik lainnya (otot dan kelenjar). Pada prinsipnya, itu terjadi ketika pesan ditransmisikan dari satu neuron ke neuron lain, atau dari neuron ke organ efektor karena menerima stimulus eksternal atau internal.
Pesan pada dasarnya adalah sinyal listrik yang dihasilkan di dendrit atau badan neuron dan berjalan ke ujung akson tempat sinyal ditransmisikan. Potensial aksi ini merupakan sinyal listrik primer yang dihasilkan oleh sel saraf, neuron, dan disebabkan oleh perubahan permeabilitas membran terhadap ion spesifik.
Sumber: pixabay.com
Kinetika dan ketergantungan tegangan permeabilitas terhadap ion tertentu memberikan penjelasan lengkap tentang pembangkitan potensial aksi.
Indeks artikel
Karakteristik
Potensial aksi kemudian merupakan fenomena eksplosif yang akan merambat tanpa penurunan sepanjang serabut saraf. Akson menghantarkan AP dari titik asalnya, yang merupakan zona inisiasi lonjakan (dekat kerucut aksonal neuron), ke terminal aksonal.
Oleh karena itu, neuron adalah sel yang terspesialisasi dalam menerima rangsangan dan mengirimkan impuls. Respons listrik aktif neuron dan sel lain yang dapat dirangsang bergantung pada keberadaan protein khusus, yang dikenal sebagai saluran ion berpintu tegangan, dalam membran sel.
Agar impuls saraf dapat dihasilkan, perubahan harus terjadi pada membran neuron, yang meluas ke seluruh akson. Perbedaan elektrokimia antara sitoplasma sel dan lingkungan ekstraseluler memungkinkan terjadinya perbedaan potensial pada kedua sisi membran.
Jika kita mengukur perbedaan potensial elektrokimia di dalam dan di luar membran, kita akan mengamati perbedaan sekitar -70mV. Dalam pengertian ini, sisi dalam membran neuron negatif terhadap sisi luar ketika tidak ada stimulus.
Saluran ion dan kepentingannya
Saluran ion berpintu tegangan memungkinkan ion bergerak melintasi membran sebagai respons terhadap perubahan medan listrik membran. Ada beberapa jenis saluran ion yang ada di neuron, yang masing-masing akan memungkinkan lewatnya spesies ionik tertentu.
Saluran ini tidak merata pada membran. Namun, di membran aksonal kita dapat menemukan saluran kerja cepat untuk Na + dan K +, sedangkan di terminal aksonal kita menemukan saluran Ca +.
Saluran K + bertanggung jawab untuk mempertahankan keadaan istirahat sel yang dapat dieksitasi secara elektrik ketika tidak ada rangsangan yang memicu AP, sebuah fenomena yang disebut perubahan pasif pada potensial membran.
Sementara saluran Na + bereaksi dengan cepat, mengintervensi depolarisasi membran ketika PA atau perubahan aktif dalam potensial membran dihasilkan.
Di sisi lain, saluran Ca +, meskipun terbuka lebih lambat selama depolarisasi, memiliki peran mendasar dalam menyebarkan sinyal listrik dan memicu pelepasan sinyal neurotransmiter pada sinapsis.
Biounsur yang berpartisipasi dalam rangsangan neuron
Impuls terjadi karena asimetri konsentrasi biounsur dan biomolekul antara sitoplasma dan media ekstraseluler. Ion terpenting yang terlibat dalam eksitabilitas neuron adalah Na +, K +, Ca2 + dan Cl-.
Ada juga beberapa anion dan protein organik yang hanya berada di dalam cairan intrasel dan tidak dapat keluar karena membran plasma bersifat impermeabel terhadap komponen tersebut.
Di luar sel terdapat konsentrasi ion yang lebih tinggi seperti Na + (10 kali lebih banyak) dan Cl- dan di dalam hingga 30 kali lebih banyak K + dan sejumlah besar anion organik (protein) yang menghasilkan muatan negatif di sitoplasma.
Segera setelah saluran Na + dan K + yang peka terhadap tegangan terbuka, perubahan tegangan akan ditransmisikan ke daerah yang berdekatan dengan membran dan menginduksi pembukaan komponen peka tegangan di daerah tersebut dan transmisi perubahan tegangan ke yang lain. sektor terjauh.
Setelah penutupan saluran Na + dan K +, gerbang dinonaktifkan untuk waktu yang singkat, yang berarti momentum tidak dapat dibalik.
Ketergantungan potensial aksi
Produksi potensial aksi kemudian tergantung pada tiga unsur penting:
Pertama, transpor aktif ion oleh protein membran spesifik. Ini menghasilkan konsentrasi yang tidak sama dari spesies ionik atau beberapa di kedua sisinya.
Kedua, distribusi ion yang tidak merata menghasilkan gradien elektrokimia melintasi membran yang menghasilkan sumber energi potensial.
Akhirnya, saluran ion gerbang, selektif untuk spesies ionik tertentu, memungkinkan arus ionik mengalir didorong oleh gradien elektrokimia melalui saluran rentang membran ini.
Tahapan
Potensi istirahat
Ketika potensial aksi tidak ditransmisikan, membran neuron dalam keadaan istirahat. Dalam hal ini, cairan intraseluler (sitoplasma) dan cairan ekstraseluler mengandung konsentrasi ion anorganik yang berbeda.
Hal ini mengakibatkan lapisan luar membran bermuatan positif sedangkan lapisan dalam bermuatan negatif, yang berarti membran dalam keadaan diam “terpolarisasi”. Potensial istirahat ini bernilai -70mv, yaitu potensial di dalam sel 70 mV lebih negatif daripada potensial ekstraseluler.
Di dalam sel secara normal terjadi masuknya Na+ dan keluarnya K+ melalui pengaruh gradien konsentrasi (transpor aktif). Karena ada lebih banyak Na + di luar sel, ia cenderung masuk dan karena lebih banyak K + di dalam sel, ia cenderung keluar untuk menyamakan konsentrasinya di kedua sisi membran.
Konsentrasi ion yang berbeda dipertahankan oleh aksi protein membran yang disebut “pompa natrium dan kalium”. Untuk mempertahankan perbedaan potensial, pompa Na + dan K + mengeluarkan 3 ion Na + dari sel untuk setiap dua ion K + yang dimasukkannya.
Pembentukan impuls saraf
Ketika stimulus disajikan di area reseptor membran saraf, potensi pembangkit dihasilkan yang meningkatkan permeabilitas terhadap Na + di membran.
Jika potensial ini melebihi ambang eksitabilitas yaitu -65 hingga -55 mV, impuls saraf dibangkitkan dan Na+ masuk begitu cepat sehingga bahkan pompa Na+ dan K+ menjadi tidak aktif.
Masuknya besar-besaran Na + bermuatan positif menyebabkan muatan listrik tersebut terbalik. Fenomena ini dikenal sebagai depolarisasi membran. Yang terakhir, berhenti di sekitar + 40mv.
Setelah mencapai ambang batas, tekanan darah standar selalu dihasilkan, karena tidak ada impuls saraf besar atau kecil, akibatnya semua potensial aksi adalah sama. Jika ambang batas tidak tercapai, tidak ada yang terjadi, yang dikenal sebagai prinsip “semua atau tidak sama sekali”.
PA sangat singkat berlangsung 2 hingga 5 milidetik. Peningkatan permeabilitas membran terhadap Na + berhenti dengan cepat karena saluran Na + tidak aktif dan permeabilitas terhadap ion K yang mengalir dari sitoplasma meningkat, yang membentuk kembali potensial istirahat.
Perpindahan impuls
Impuls tidak tetap berada di membran saraf di mana ia dihasilkan sebagai konsekuensi dari potensi generator, tetapi berjalan melalui membran sepanjang neuron sampai mencapai ujung akson.
Transmisi impuls terdiri dari gerakannya dalam bentuk gelombang listrik di sepanjang serat saraf. Begitu mencapai kaki terminal akson, ia harus melintasi sinaps, yang dilakukan melalui neurotransmiter kimia.
PA bergerak di sepanjang serat saraf secara terus menerus, jika tidak memiliki mielin, namun jika ada, lapisan mielin mengisolasi membran serat saraf di seluruh permukaannya kecuali di nodul Ranvier. PA dalam situasi ini, maju dalam lompatan dari satu simpul ke simpul berikutnya, yang dikenal sebagai konduksi garam.
Jenis transmisi ini menghemat banyak energi dan meningkatkan kecepatan impuls dan transmisi informasi karena depolarisasi hanya terjadi di node Ranvier. Kecepatan hingga 120 m / detik telah dicatat, sedangkan untuk serat yang tidak tertutup mielin kecepatan perkiraan adalah 0,5 m / detik.
Transmisi sinaptik
Aliran impuls saraf berjalan dari ujung aferen neuron yang terdiri dari tubuh dan dendrit ke ujung eferen yang dibentuk oleh akson dan cabang-cabang kolateralnya. Ujung aksonal yang ujungnya adalah kaki terminal atau tombol sinaptik disertakan di sini.
Area kontak antara satu neuron dengan neuron lainnya atau antara neuron dengan otot atau sel kelenjar disebut sinaps. Untuk terjadinya sinaps, neurotransmiter memegang peranan penting agar pesan yang ditransmisikan memiliki kontinuitas pada serabut saraf.
Perilaku siklus impuls
Intinya, potensial aksi adalah perubahan polaritas membran dari negatif ke positif dan kembali ke negatif dalam siklus yang berlangsung 2 hingga 5 milidetik.
Setiap siklus terdiri dari fase menaik dari depolarisasi, fase repolarisasi menurun, dan fase sub-turun yang disebut hiperpolarisasi pada angka di bawah -70 mv.
Fitur
Impuls saraf adalah pesan elektrokimia. Merupakan pesan karena ada penerima dan pengirim dan bersifat elektrokimia karena ada komponen listrik dan komponen kimia.
Melalui impuls saraf (potensial aksi), neuron mengangkut informasi dengan cepat dan akurat untuk mengkoordinasikan tindakan seluruh tubuh suatu organisme.
PA bertanggung jawab atas setiap memori, sensasi, pikiran, dan respons motorik. Ini dalam banyak kasus terjadi pada jarak yang jauh untuk mengontrol respons efektor yang mencakup pembukaan saluran ion, kontraksi otot, dan eksositosis.
Referensi
- Alcaraz, VM (2000). Struktur dan fungsi sistem saraf: penerimaan sensorik dan keadaan organisme . UNAM.
- Bacq, ZM (2013). Transmisi kimia impuls saraf: sketsa sejarah . lain.
- Brown, AG (2012). Sel saraf dan sistem saraf: pengantar ilmu saraf . Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.
- Kolb, B., & Whishaw, IQ (2006). Neuropsikologi manusia . Ed. Medis Panamerika.
- McComas, A. (2011). Percikan Galvani: kisah impuls saraf . Pers Universitas Oxford.
- Morris, CG, & Maisto, AA (2005). Pengantar Psikologi . Pendidikan Pearson.
- Randall, D., Burggren, W., & Prancis, K. (2002). Eckert. Fisiologi Hewan: Mekanisme dan Adaptasi. Edisi keempat. McGraw-Hill Interamericana, Spanyol.
- Toole, G., & Toole, S. (2004). Esensial AS Biologi untuk OCR . Nelson Thornes.
