IMPULS SARAF: KARAKTERISTIK, TAHAPAN, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The impuls saraf adalah serangkaian potensial aksi (AP) yang terjadi di sepanjang akson dan sel bersemangat elektrik lainnya (otot dan kelenjar). Pada prinsipnya, ini terjadi ketika pesan ditransmisikan dari satu neuron ke neuron lain, atau dari neuron ke organ efektor karena stimulus eksternal atau internal diterima.

Pesan pada dasarnya adalah sinyal listrik yang dihasilkan di dendrit atau badan neuron dan berjalan ke ujung akson tempat sinyal tersebut ditransmisikan. Potensial aksi ini adalah sinyal listrik primer yang dibangkitkan oleh sel saraf, neuron, dan disebabkan oleh perubahan permeabilitas membran terhadap ion tertentu.

Sumber: pixabay.com

Ketergantungan kinetika dan tegangan permeabilitas ke ion tertentu memberikan penjelasan lengkap tentang pembangkitan potensial aksi.

karakteristik

Potensial aksi kemudian merupakan fenomena ledakan yang akan merambat tanpa penurunan di 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 mengkhususkan diri dalam menerima rangsangan dan mengirimkan impuls. Respons listrik aktif neuron dan sel-sel lain yang dapat bergerak bergantung pada keberadaan protein khusus, yang dikenal sebagai saluran ion berpagar tegangan, dalam membran sel.

Agar impuls saraf dapat dihasilkan, perubahan harus terjadi di 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 adalah negatif terhadap sisi luar jika tidak ada rangsangan.

Saluran ion dan kepentingannya

Saluran ion dengan gerbang 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 memungkinkan lewatnya spesies ionik tertentu.

Saluran ini tidak terdistribusi secara merata pada membran. Namun, dalam membran aksonal kita dapat menemukan saluran yang bekerja cepat untuk Na + dan K +, sedangkan di terminal aksonal kita menemukan saluran Ca +.

Kanal K + bertanggung jawab untuk menjaga keadaan istirahat sel yang bertegangan secara elektrik ketika tidak ada rangsangan untuk memicu AP, sebuah fenomena yang disebut perubahan pasif pada potensial membran.

Sementara saluran Na + bereaksi cepat, mengintervensi depolarisasi membran ketika PA atau perubahan aktif dalam potensial membran dihasilkan.

Di sisi lain, saluran Ca +, meskipun terbuka lebih lambat selama depolarisasi, memainkan peran mendasar dalam menyebarkan sinyal listrik dan memicu pelepasan sinyal neurotransmitter pada sinapsis.

Bioelemen yang berpartisipasi dalam rangsangan neuron

Impuls terjadi karena asimetri konsentrasi bioelemen dan biomolekul antara sitoplasma dan media ekstraseluler. Ion terpenting yang berpartisipasi dalam rangsangan neuron adalah Na +, K +, Ca2 + dan Cl-.

Ada juga beberapa anion dan protein organik yang terletak hanya di cairan intraseluler dan tidak dapat keluar karena membran plasma tidak dapat ditembus oleh komponen-komponen ini.

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 sensitif terhadap tegangan terbuka, perubahan tegangan akan dikirim ke area yang berdekatan dengan membran dan menginduksi pembukaan komponen yang sensitif terhadap tegangan di area tersebut dan transmisi perubahan tegangan ke area lain. sektor terjauh.

Setelah saluran Na + dan K + ditutup, gerbang dinonaktifkan untuk waktu yang singkat, yang berarti momentum tidak dapat kembali.

Ketergantungan potensial tindakan

Produksi potensi aksi kemudian bergantung pada tiga elemen penting:

Pertama, transpor aktif ion oleh protein membran tertentu. Ini menghasilkan konsentrasi yang tidak sama dari satu spesies ionik atau beberapa di kedua sisinya.

Kedua, distribusi ion yang tidak merata menghasilkan gradien elektrokimia melintasi membran yang menghasilkan sumber energi potensial.

Terakhir, saluran ion gerbang, selektif untuk spesies ionik tertentu, memungkinkan arus ionik mengalir yang digerakkan oleh gradien elektrokimia melalui saluran rentang membran ini.

Tahapan

Potensi istirahat

Ketika potensial aksi tidak ditransmisikan, membran neuron diam. 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, artinya membran diam "terpolarisasi". Potensial istirahat ini memiliki nilai -70mv, artinya potensi di dalam sel 70 mV lebih negatif daripada potensial ekstraseluler.

Masuknya Na + dan keluarnya K + biasanya ada di dalam sel karena pengaruh gradien konsentrasi (transpor aktif). Karena ada lebih banyak Na + di luar sel, ia cenderung masuk dan karena ada lebih banyak K + di dalam sel, ia cenderung keluar untuk menyamakan konsentrasinya di kedua sisi membran.

Konsentrasi ionik yang berbeda dipertahankan oleh aksi protein membran yang disebut "pompa natrium dan kalium". Untuk mempertahankan perbedaan potensial, pompa Na + dan K + menghilangkan 3 ion Na + dari sel untuk setiap dua K + yang dimasukkannya.

Pembentukan impuls saraf

Ketika stimulus disajikan di daerah reseptor membran saraf, potensi pembangkitan diproduksi yang meningkatkan permeabilitas ke Na + di membran.

Jika potensi ini melebihi ambang eksitabilitas yaitu -65 hingga -55 mV, impuls saraf dihasilkan dan Na + dimasukkan begitu cepat sehingga pompa Na + dan K + pun tidak aktif.

Masuknya besar-besaran Na + bermuatan positif menyebabkan muatan listrik yang disebutkan di atas berbalik. Fenomena ini dikenal sebagai depolarisasi membran. Yang terakhir, berhenti di sekitar + 40mv.

Setelah mencapai ambang batas, TD 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 yang berlangsung 2 hingga 5 milidetik. Peningkatan permeabilitas membran terhadap Na + berhenti dengan cepat karena saluran Na + tidak aktif dan permeabilitas ke ion K yang mengalir dari sitoplasma meningkat, mengembalikan potensi istirahat.

Pergeseran impuls

Impuls tidak tetap berada di membran saraf di mana ia dihasilkan sebagai konsekuensi dari potensi generator, tetapi bergerak melalui membran di sepanjang neuron sampai mencapai ujung akson.

Transmisi impuls terdiri dari gerakannya dalam bentuk gelombang listrik di sepanjang serabut saraf. Begitu mencapai kaki terminal akson, ia harus melintasi sinaps, yang dilakukan dengan neurotransmiter kimiawi.

AP berjalan di sepanjang serabut saraf secara terus menerus, jika tidak memiliki mielin, namun jika demikian, lapisan mielin mengisolasi membran serabut saraf di seluruh permukaannya kecuali di nodul Ranvier. PA dalam situasi ini maju dalam lompatan dari satu node ke node 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 direkam, sedangkan untuk serat yang tidak tercakup oleh mielin kecepatan perkiraannya adalah 0,5 m / detik.

Transmisi sinaptik

Aliran impuls saraf mengalir dari ujung aferen neuron yang terdiri dari tubuh dan dendrit ke ujung eferen yang dibentuk oleh akson dan cabang kolateral. Ujung aksonal yang ujungnya adalah kaki terminal atau tombol sinaptik disertakan di sini.

Area kontak antara satu neuron dan neuron lainnya atau antara neuron dan otot atau sel kelenjar disebut sinaps. Untuk terjadinya sinaps, neurotransmitter berperan penting agar pesan yang dikirimkan 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 dari 2 hingga 5 milidetik.

Setiap siklus mencakup fase depolarisasi menaik, fase repolarisasi menurun, dan fase sub-turun yang disebut hiperpolarisasi pada angka di bawah -70 mv.

fitur

Impuls saraf adalah pesan elektrokimia. Ini adalah pesan karena ada penerima dan pengirim dan bersifat elektrokimia karena ada komponen listrik dan ada komponen kimia.

Melalui impuls saraf (potensial aksi), neuron mengangkut informasi dengan cepat dan akurat untuk mengoordinasikan aksi seluruh tubuh organisme.

PA bertanggung jawab atas setiap memori, sensasi, pikiran, dan respons motorik. Ini dalam banyak kasus terjadi pada jarak yang sangat jauh untuk mengontrol respons efektor yang mencakup pembukaan saluran ion, kontraksi otot, dan eksositosis.

Referensi

1. Alcaraz, VM (2000). Struktur dan fungsi sistem saraf: penerimaan sensorik dan keadaan organisme. UNAM.
2. Bacq, ZM (2013). Transmisi kimiawi impuls saraf: sketsa sejarah. Elsevier.
3. Brown, AG (2012). Sel saraf dan sistem saraf: pengantar ilmu saraf. Springer Science & Business Media.
4. Kolb, B., & Whishaw, IQ (2006). Neuropsikologi manusia. Panamerican Medical Ed.
5. McComas, A. (2011). Percikan Galvani: kisah impuls saraf. Oxford University Press.
6. Morris, CG, & Maisto, AA (2005). Pengantar Psikologi. Pendidikan Pearson.
7. Randall, D., Burggren, W., & French, K. (2002). Eckert. Fisiologi Hewan: Mekanisme dan Adaptasi. Edisi keempat. McGraw-Hill Interamericana, Spanyol.
8. Toole, G., & Toole, S. (2004). Penting AS Biologi untuk OCR. Nelson Thornes.