Struktur dan Ultrastruktur Sinaps

Sinaps adalah sambungan khusus tempat neuron berkomunikasi dengan sel target. Sinaps kimia, jenis dominan di otak mamalia, didefinisikan secara ultrastruktural oleh terminal prasinaps yang dipenuhi vesikel berisi neurotransmiter, celah sinaps yang sempit, dan membran pascasinaps yang menebal oleh densitas pascasinaps. Fitur-fitur ini, yang hanya terlihat dengan mikroskop elektron, merupakan dasar struktural neurotransmisi.

Definition

Sinaps adalah sambungan interseluler khusus tempat neuron prasinaps mentransmisikan sinyal ke sel pascasinaps; pada sinaps kimia, ultrastruktur terdiri dari terminal prasinaps yang dipenuhi vesikel, celah sinaps, dan densitas pascasinaps.

Scope

Topik ini mencakup struktur halus sinaps seperti yang terlihat oleh mikroskop elektron: zona aktif prasinaps dan vesikel sinaps, celah sinaps, densitas pascasinaps, dan perbedaan morfologis sinaps eksitatori dan inhibitori (asimetris versus simetris). Ini juga mencatat hubungan antara penambatan vesikel dan pelepasan neurotransmiter. Ini adalah entri referensi-edukasi, bukan panduan klinis.

Core questions

• Fitur ultrastruktural apa yang mendefinisikan sinaps kimia pada mikroskop elektron?
• Apa itu densitas pascasinaps dan apa yang dikandungnya?
• Bagaimana sinaps eksitatori dan inhibitori dibedakan secara morfologis?
• Bagaimana ultrastruktur prasinaps berhubungan dengan pelepasan neurotransmiter?

Key concepts

• Sinaps kimia
• Terminal prasinaps dan zona aktif
• Vesikel sinaps
• Celah sinaps
• Densitas pascasinaps
• Sinaps asimetris (eksitatori, Gray tipe I) dan simetris (inhibitori, Gray tipe II)
• Sinaps listrik (gap junction)

Mechanisms

Pada sinaps kimia, terminal prasinaps mengandung gugusan vesikel sinaps yang tertambat di zona aktif; depolarisasi memicu fusi vesikel yang bergantung pada kalsium dengan membran prasinaps dan pelepasan neurotransmiter ke dalam celah sinaps, di mana ia berdifusi ke reseptor pada membran pascasinaps (Südhof, 2013). Membran pascasinaps ditandai oleh densitas pascasinaps padat elektron yang mengandung reseptor dan protein perancah. Seperti yang dijelaskan oleh Harris dan Weinberg (2012), sinaps eksitatori cenderung asimetris dengan densitas pascasinaps yang menonjol (Gray tipe I) dan sinaps inhibitori cenderung simetris (Gray tipe II). Sinaps listrik yang kurang umum mentransmisikan arus secara langsung melalui sambungan celah (gap junction).

Clinical relevance

Struktur sinaps mendasari bagaimana hilangnya dan disfungsi sinaps dipelajari dalam penyakit neurodegeneratif dan psikiatri serta bagaimana banyak obat dan toksin neuroaktif bekerja pada celah sinaps. Entri ini menjelaskan ultrastruktur normal untuk referensi edukasi dan tidak memberikan rekomendasi diagnostik atau terapeutik.

History

Sherrington memperkenalkan istilah sinaps sekitar tahun 1897 untuk menamai sambungan fungsional antara neuron yang disimpulkan dari fisiologi. Realitas fisiknya dikonfirmasi pada tahun 1950-an ketika mikroskop elektron berhasil memecahkan celah, vesikel, dan spesialisasi membran, dan klasifikasi sinaps asimetris dan simetris oleh George Gray menghubungkan ultrastruktur dengan fungsi. Pekerjaan molekuler selanjutnya, termasuk analisis fusi vesikel oleh Südhof, menghubungkan struktur ini dengan mekanisme pelepasan transmiter.

Key figures

• Charles Sherrington
• Bernard Katz
• George Gray
• Thomas Südhof

Seminal works

• harris-2012
• sudhof-2013

Frequently asked questions

Mengapa sinaps hanya dapat terlihat jelas dengan mikroskop elektron?

Celah sinaps dan spesialisasi membran berukuran puluhan nanometer, jauh di bawah resolusi mikroskop cahaya, sehingga vesikel, celah, dan densitas pascasinaps hanya dapat dipecahkan oleh mikroskop elektron.

Bagaimana sinaps eksitatori dan inhibitori dibedakan secara struktural?

Sinaps eksitatori biasanya asimetris (Gray tipe I) dengan densitas pascasinaps yang tebal, sedangkan sinaps inhibitori biasanya simetris (Gray tipe II) dengan densitas pra- dan pascasinaps dengan ketebalan yang serupa.