Untuk memahami bagaimana neuron bekerja, ada dua konsep yang perlu kita lihat. Yang pertama terkait dengan apa yang terjadi di dalam neuron ketika informasi diteruskan - potensial aksi - yang kedua adalah bagaimana sebuah informasi melompat dari satu sel ke sel lainnya - sinapsis. Dengan kedua proses ini, sel-sel sistem saraf mampu meneruskan informasi yang paling kompleks ke seluruh tubuh, memindahkannya dari neuron ke neuron hingga akhirnya mencapai sel target. Pada artikel ini, kita akan membahas konsep pertama, yaitu potensi tindakan.
Impuls saraf adalah sinyal elektrokimia; ini adalah mekanisme utama yang digunakan untuk membawa informasi di dalam neuron. Dendrit dari beberapa neuron mendeteksi dan menerima impuls dari sel sebelumnya, impuls saraf berjalan dari dendrit ke nukleus dibandingkan dengan aksondan akhirnya ke terminal akson ketika impuls diteruskan ke neuron berikutnya. Proses ini berlangsung terus berulang kali hingga mencapai sel target.
Sinyal elektrokimia dihasilkan karena pergerakan ion antara bagian dalam dan bagian luar membran plasma neuron. Ion-ion bergerak dari luar ke dalam, menghasilkan perbedaan potensial dalam membran. "Jembatan" yang digunakan oleh ion-ion ini untuk masuk ke dalam sel adalah protein transmembran yang disebut saluran ion berpagar tegangan.
Saluran tegangan ini dikendalikan oleh tegangan listrik, sebagai bentuk respons terhadap rangsangan listrik, dengan kata lain, saluran ini tidak selalu terbuka untuk lewatnya ion, saluran ini hanya terbuka dan tertutup pada beberapa rangsangan tegangan listrik.
Ketika sel tidak mendapat rangsangan, ketika membran dalam keadaan diam, perbedaan potensial dipertahankan antara bagian dalam dan bagian luar neuron. Pada saat istirahat, membran memiliki potensial -70mV, potensial negatif, sedangkan bagian luar memiliki potensial positif. Perbedaan potensial ini disebut potensial membran istirahat, dan sebagian besar dipertahankan oleh ion natrium dan kalium melalui pompa natrium kalium.
Di bawah rangsangan tegangan listrik, perbedaan potensial membran mulai membalikkan dirinya sendiri, saluran natrium terbuka sehingga memungkinkan banyak ion natrium masuk ke dalam sel, memutar membran sesaat terdepolarisasiatau lebih baik lagi, ion natrium mengubah bagian dalam membran menjadi jaring positif. Pergerakan depolarisasi ini adalah yang terkenal potensi tindakanpotensial membran dengan cepat naik dan turun. Potensial naik hingga +40mV dalam waktu lebih dari 2 milidetik dan kembali ke kondisi istirahat dalam waktu kurang dari 3 milidetik.
Potensial aksi tidak terjadi di seluruh neuron sekaligus, depolarisasi membran dimulai dari dendrit dan kemudian ke nukleus bagian demi bagian, mengalami depolarisasi dan kembali ke kondisi potensial istirahat tak lama kemudian.
Untuk mengembalikan potensial membran istirahat, saluran natrium menutup dan saluran kalium yang berpagar tegangan terbuka, memungkinkan ion kalium masuk ke dalam sel, mempolarisasi ulang membran, mengubah wilayah dalam membran bermuatan negatif lagi, dan wilayah luar menjadi positif. Pompa natrium kalium membantu mengembalikan jumlah yang tepat dari setiap ion di dalam sel, mengeluarkan tiga ion natrium untuk setiap dua ion kalium.
Kita bisa membayangkannya seperti gerakan yang disinkronkan, dari saat respons potensial aksi hingga saat memulihkan kondisi istirahat.
Menariknya, sementara di akson kita memiliki saluran ion berpagar tegangan yang menghasilkan dan menyebarkan impuls saraf, di dendrit saluran ini tidak ada. Di daerah neuron ini, sinyal dilewatkan bukan oleh potensial aksi tetapi potensi bertingkat, a bentuk perambatan sinyal yang berbeda, di mana skala sinyal meningkat di sepanjang jalan, hingga berubah menjadi potensial aksi pada akson.
Perhatikan bahwa ion natrium adalah ion yang bertanggung jawab untuk menyebarkan potensial aksi, dan kalium untuk membangun kembali keadaan istirahat. Kekurangan ion-ion ini dalam organisme dapat menyebabkan masalah dalam kualitas dan efisiensi potensial aksi, yang berarti masalah pada sinapsis dan dalam perjalanan informasi melalui sistem saraf. Semua masalah ini dapat memicu komplikasi kesehatan mental dan penyakit.
Selanjutnya, langkah berikutnya adalah perjalanan impuls saraf ke neuron berikutnya. Hal yang berbeda terjadi di ruang antara dua neuron, di celah sinapsis. Celah sinapsis adalah tempat yang sangat penting untuk dilihat dan dipelajari, di sinilah banyak neurotransmiter yang berbeda beraksi, mengaktifkan jalur pensinyalan baru dengan menggunakan reseptor, protein dan ion lain selain natrium dan kalium. Tapi itu akan kita bahas pada pembahasan selanjutnya dalam artikel Impuls Saraf BAGIAN 2 - Celah sinapsis.
Apakah Anda menyukai infografis dalam artikel ini? Anda bisa menggunakan Mind the Graph dan membuat gambar-gambar yang informatif seperti ini juga. Dapatkan di Mind the Graph dan lihatlah galeri ilustrasi, tersedia di sana neurologi dan biokimia ilustrasi, dan jika Anda membutuhkan bantuan, silakan hubungi kami!
Berlangganan buletin kami
Konten eksklusif berkualitas tinggi tentang visual yang efektif
komunikasi dalam sains.
