Penghantaran sinaptik

Di mana ia berlaku

Penghantaran sinaptik berlaku pada sinaps, iaitu simpang antara hujung satu neuron dengan neuron seterusnya, atau antara neuron dengan efektor seperti otot. Jurang kecil, celah sinaptik, memisahkan kedua-dua membran itu.

Butang sinaptik ialah hujung akson yang membengkak, dipenuhi mitokondria dan vesikel sinaptik. Mitokondria membekalkan ATP yang diperlukan untuk membuat neurotransmiter dan mengisi semula vesikel selepas setiap impuls.

Membran yang menghadap celah ialah membran prasinaps; membran sel seterusnya, yang membawa protein reseptor, ialah membran pascasinaps. Apabila sel pascasinaps ialah gentian otot, simpang itu dipanggil simpang neuromuskular dan berfungsi dengan cara yang sama, dengan otot mengecut dan bukan impuls baharu dicetuskan.

Bahan masuk dan hasil

• Bahan masuk: impuls saraf (potensi tindakan) yang tiba di butang sinaptik neuron prasinaps.
• Bahan masuk: ion kalsium, yang meresap masuk ke butang apabila impuls tiba dan mencetuskan pergerakan vesikel.
• Bahan masuk: neurotransmiter, seperti asetilkolina, yang disimpan dalam vesikel sinaptik.
• Bahan masuk: ATP daripada mitokondria dalam butang, digunakan untuk membuat neurotransmiter dan mengisi semula vesikel.
• Hasil: neurotransmiter dibebaskan ke dalam celah sinaptik dan terikat pada reseptor di membran pascasinaps.
• Hasil: impuls baharu dalam neuron pascasinaps, atau pengecutan gentian otot; neurotransmiter kemudian dipecahkan dan serpihannya diserap semula.

Langkah-langkahnya

1. Impuls saraf bergerak di sepanjang akson dan tiba di butang sinaptik neuron prasinaps.
2. Impuls menjadikan membran prasinaps lebih telap kepada ion kalsium, yang meresap masuk ke butang.
3. Ion kalsium menyebabkan vesikel sinaptik bergerak ke arah dan bercantum dengan membran prasinaps.
4. Vesikel membebaskan neurotransmiter ke dalam celah sinaptik melalui eksositosis.
5. Neurotransmiter meresap merentasi celah, satu perjalanan yang mengambil masa sepersekian milisaat.
6. Molekul neurotransmiter terikat pada protein reseptor khusus di membran pascasinaps.
7. Pengikatan itu membuka saluran ion, mengubah cas merentasi membran pascasinaps; jika cukup neurotransmiter terikat, impuls baharu dijana dalam neuron pascasinaps.
8. Enzim dalam celah memecahkan neurotransmiter; serpihannya diserap semula ke dalam butang sinaptik dan dibina semula menjadi neurotransmiter menggunakan ATP, jadi sinaps bersedia untuk impuls seterusnya.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Penghantaran sinaptik membolehkan impuls melalui neuron berasingan yang tidak bersambung secara fizikal, dan membolehkan satu neuron berhubung dengan banyak neuron lain. Kerana hanya membran prasinaps mempunyai vesikel neurotransmiter dan hanya membran pascasinaps mempunyai reseptor, impuls hanya boleh merentasi sinaps ke satu arah.

Sinaps ialah titik kawalan sistem saraf. Oleh sebab neuron pascasinaps hanya mencetuskan impuls apabila cukup neurotransmiter terikat, impuls yang lemah atau sesat ditapis keluar.

Impuls daripada neuron berlainan yang tiba di sinaps yang sama boleh bergabung (penjumlahan) untuk mencapai ambang, dan sesetengah neurotransmiter menjadikan neuron pascasinaps kurang berkemungkinan mencetuskan impuls, dan inilah cara otak menghentikan pantulan apabila ia memilih untuk berbuat demikian. Pemecahan pantas neurotransmiter oleh enzim mengekalkan setiap isyarat pendek dan menghalang neuron seterusnya daripada mencetuskan impuls berulang kali daripada satu impuls.

Dadah dan toksin yang menyekat reseptor atau enzim menunjukkan betapa ketatnya langkah ini dikawal.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta menerangkan urutan peristiwa pada sinaps menggunakan gambar rajah berlabel, menerangkan sebab penghantaran merentasi sinaps hanya sehala, atau menerangkan sebab penghantaran sinaptik sedikit lebih perlahan berbanding penghantaran di sepanjang akson.

Soalan gambar rajah ialah bentuk klasik: sinaps berlabel dengan butang sinaptik, vesikel, mitokondria, celah dan membran pascasinaps, dan anda perlu menamakan bahagian serta menghuraikan urutan mengikut susunan. Bentuk kedua memberikan data, contohnya kesan menyingkirkan ion kalsium daripada cecair sekeliling, dan meminta anda meramal serta menerangkan apa yang berlaku kepada penghantaran.

Soalan perbandingan meletakkan penghantaran sinaptik berbanding penghantaran di sepanjang akson, dengan jangkaan anda menyatakan yang satu adalah kimia dan lebih perlahan, yang satu lagi elektrik dan lebih pantas.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Gambar rajah menunjukkan sinaps antara dua neuron. Struktur X ialah kantung bermembran di dalam butang sinaptik; struktur Y ialah organel berbentuk kacang di sebelahnya.

(a) Namakan struktur X dan Y dan nyatakan fungsi setiap satu. (b) Huraikan bagaimana impuls yang tiba di butang sinaptik membawa kepada impuls baharu dalam neuron seterusnya.

(c) Satu toksin menghalang enzim dalam celah sinaptik daripada berfungsi. Terangkan kesannya ke atas neuron pascasinaps.

(d) Terangkan mengapa penghantaran merentasi sinaps hanya boleh berlaku ke satu arah.

Jawapan model. (a) X ialah vesikel sinaptik, yang menyimpan neurotransmiter; Y ialah mitokondrion, yang membekalkan ATP untuk membuat neurotransmiter dan mengisi semula vesikel. (b) Impuls menyebabkan ion kalsium memasuki butang; vesikel bergerak ke dan bercantum dengan membran prasinaps, membebaskan neurotransmiter melalui eksositosis.

Neurotransmiter meresap merentasi celah sinaptik dan terikat pada reseptor di membran pascasinaps, membuka saluran ion dan menjana impuls baharu. (c) Neurotransmiter tidak dipecahkan, jadi ia kekal terikat pada reseptor dan neuron pascasinaps terus mencetuskan impuls berulang kali; jika efektor ialah otot, ia kekal mengecut.

(d) Hanya butang prasinaps mempunyai vesikel neurotransmiter dan hanya membran pascasinaps mempunyai reseptor, jadi isyarat kimia hanya boleh melalui satu arah.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim