Komunikasi di Sepanjang dan Antar Neuron Gamaliel Septian Airlanda
Prinsip Dasar Jalannya Rangsang a)
Resting Membrane Potensial
b)
Potensial Membrane
c)
Potensial aksi
d)
Sifat elektrik pasif membrane saraf
Sifat Sinyal Sel Saraf
Transmisi Informasi pada Saraf Tunggal
Transmisi Informasi Antar Neuron SINAPSIS
Sinapsis adalah penghubung antara axon dengan ujung neuron yang lain. Sinapsis dapat bermuara di dendrit, badan sel atau ujung axon yang lain.
Sinapsis menghantarkan sinyal elektrik antar neuron melalui pasangan ion (pre and post synaps) yang terbuka dan tertutup secara berlawanan. Ion dapat dihantarkan melalui protein (Gap Junction) dan kimia melalui neurotrasmiter
Sinapsis Berdasarkan Letaknya 1. Axodendritic
: sinapsis yang menghubungkan antara axon dari satu neuron ke dendrit dari neuron lain
2. Axosomatic
: sinapsis yang menghubungkan antara axon satu neuron dengan badan sel neuron lain
3. Axoxonic
: sinapsis yang menghubungkan antar axon dua neuron
Tipe-tipe Reseptor 1.
Hidrofilik : reseptor yang mudah berikatan dengan air berada di membran
2.
Lipofilik : reseptor yang mudah berikatan dengan lemak berada di sitoplasma
3.
Ion channel : reseptor yang dapat membuka menutup jika ada senyawa spesifik (ligant gate)
4.
G-Protein Associate Receptor : reseptor yang mampu berikatan dengan neurotransmitter bertindak sebagai aktivator reaksi kimia intraseluler
3.
Ion channel : reseptor yang dapat membuka menutup jika ada senyawa spesifik (ligant gate)
G-Protein Associate Receptor : reseptor yang mampu berikatan dengan neurotransmitter bertindak sebagai aktivator reaksi kimia intraseluler
Sinapsis Berdasarkan Fungsinya 1. Sinapsis
Elektris (Electrical Synapses)
Menghantarkan rangsang elektris berupa ion melalui protein transmembrane (Gap Junction). Terdapat mekanisme berlawanan antara presynapses dan postsynapses
2.
Sinapsis Kimia (Chemical Synapses)
Sering disebut dengan direct respon (respon langsung) tanpa harus melalui channel protein. Menghasilkan sekret yang disebut neurotransmitter dihasilkan oleh synaptic vesicles. Molekul neurotransmitter didifusikan ke neuron lain dan berikatan dengan protein spesifik pada reseptor postsynaptic membrane
Reaksi Kimia yang Terjadi di Sinapsis
Jenis Transmisi Kimia di Sinapsis
Transmisi Kimia pada sinapsis yang berjalan cepat. Terjadi ketika:
a.
Neurotransmitter diproduksi dekat axon terminal dan active zone
b.
Menghantarkan molekul organik dalam ukuran kecil
c.
Di postsynaps langsung diterima oleh ligant gate
Jenis Transmisi Kimia di Sinapsis
Transmisi Kimia pada sinapsis yang berjalan lambat. Terjadi ketika:
a.
Neurotransmitter diproduksi jauh dari active zone
b.
Menghantarkan molekul organik dalam ukuran besar (peptida atau beberapa asam amino)
c.
Di postsynaps berikatan dengan reseptor terlebih dahulu yang akan menghasilkan protein aktivator (G-Protein) untuk membuka ion channel sehingga terjadi reaksi kimia intraseluler
Neurotransmitter dilepaskan oleh Presynaps 1.
Quantal Release of Neurotransmitters Potensial aksi dari akson sampai ke synaptic terminals
Menyebabkan konsentrasi Mg2+ meningkat dan Ca2+ menurun (ekstraseluler)
Konsentrasi Ca2+ turun karena potensial aksi menyebabkan channel Ca terbuka
Mitokondria menghasilkan Acetylcholine (Ach)
Karena sinapsis menghasilkan secrete units (AcH) maka disebut quantal release
2.
Depolarization Release Coupling
Potensial aksi dari akson sampai ke synaptic terminals
Konsentrasi Ca2+ menurun karena potensial aksi menyebabkan channel Ca terbuka
Karena terdapat 2 senyawa berperan dalam menghantarkan rangsang elektris maka disebut realese coupling
Kompleks Protein Ca2+ sekaligus memasukkan Na+
Impuls elektris dibawa ke neuron lain melalui Gap junction
Pelepasan Neurotransmitter Melalui Mekanisme Endo dan Exo-cytosis
a.
Docking : vesikel menempel dekat dengan membran
b.
Priming : Vesikel diinduksi menyatu dengan membran pada keadaan depolarisasi
c.
Fussion : vesikel melepaskan neurotransmitter dengan aktivator Ca2+
Setelah Pelepasan Neurotransmitter
Setelah pelepasan vesicle membrane diikat oleh protein dynamin dan dibungkus oleh clathrin (receptor mediated endocytosis)
Bagaimana Neurotransmitter Masuk dalam Vesicle
V-ATP ase mengaktifkan proton transporter memasukkan H+ dari luar.
Di dalam vesikel menjadi positif diluar negative. Potensial membrane
Resepine menempel di protein transporter sehingga Vesicle monoamine transporter memicu masuknya dopamine dan H+ keluar
Jenis Neurotransmitter dan Ikatan Kimianya 1.
Acetylcholine (ACh) Hasil kombinasi dari AcetylCoA yang merupakan produk siklus krebs di mitokondria dan choline yang berasal dari makanan (protein). ACh bertanggungjawab pada stimulasi otot, gastro intestinal serta sistem saraf otonom dan memori
ACh ditransmisikan melalui cholinergic pathway yang terkonsentrasi di daerah batang otak sebagai fungsi memori. Jika terjadi kerusakan pada jalur ini kemungkinan seseorang akan menderita Alzheimer.
Pada hewan Vertebrata ACh digunakan untuk jalannya rangsang di neuron motorik, ganglion, sistem saraf otonom dan terkhusus berada pada Central Nervous System (CNS)
Pada hewan Invertebrata ACh dapat ditransmisikan pada susunan saraf pusat sederhana seperti pada: molusca, neuron motorik anelida, neuron sensorik arthropoda
Produksi ACh dapat dihambat melalui proses hidrolisis yang dilakukan enzim acetylcholinesterase (AChE). Diubah menjadi choline dan asetat
2.
Serotonin Merupakan neurotransmitter penghambat. Jumlah serotonin yang cukup digunakan untuk kestabilan dan keseimbangan. Serotonin dapat menghambat rangsang yang berjalan berlebihan, konsumsi caffein yang tinggi dapat menghambat pembentukan serotonin dari waktu ke waktu
Kadar Serotonin yang rendah dapat mengakibatkan peningkatan konsumsi karbohidrat, kesulitan tidur, migran serta penurunan fungsi kekebalan tubuh.
3.
Histamine Histamin terlibat dalam respon imun lokal, mengatur fungsi fisiologis di dalam usus, reaksi alergi/inflamasi. Histamin mampu meningkatkan permeabilitas kapiler untuk dilewati sel darah putih dan protein lain, yang memungkinkan mereka melakukan kerja sistem imun.
4.
Glutamate Glutamate berperan untuk regulasi postsynaps (metabolism) dan memori. Pada komunitas sering dikenal dalam bentuk “monosodium glutamate (MSG)” sebagai zat aditif pada makanan yang mampu mempengaruhi kerja otak dalam menerjemahkan rasa
5.
Dopamine dopamine berperan dalam pergerakan, memori, perilaku hewan dan manusia. Diproduksi oleh dopaminergic neuron di bagian otak tengah. Defisiensi dari dopamine dapat menyebabkan sindrom Parkinson.
Mekanisme Jalannya Impuls Pada Postsynaptic 1.
Reaksi yang dihantarkan dengan cepat: melalui neurotransmitter binding site yang dapat membuka ion channels
2.
Reaksi yang dihantarkan dengan lambat: melalui reseptor neurotransmitter pada membran yang akan membentuk G-protein sebagai aktivator ion channels
Penurunan Jumlah Neurotransmitter Pre dan Post Synaptic Hanya sedikit Ion Ca2+ yang melewati membrane
Terjadi karena ion channel Ca2+ kurang responsive
Neurotransmitter yang dihasilkan sedikit
Ion channel yang terbuka di postsynaptic sedikit
Respon organ lambat
Suplay ion ke organ rendah
Mekanisme Penurunan Produksi Neurotransmitter
