fisiologi sinaps

FISIOLOGI SINAPS DAN KONTRAKSI OTOTPIPIET WULANDARI

Membran SelLapisan ganda lipid

◦Fosfolipid memiliki tulang punggung glisero yang berupa kepala hidrofilik dan dua asam lemak yang hidrofobik lipid bilayer

◦ larut lemak (CO, steroid) bisa melintas◦ larut air (glukosa, Na) carier atau pori

Protein ◦Protein integral tertanam dalam membran

melalui interaksi hidrofobik, meliputi saluran ion, protein carier, reseptor, protein G (protein pengikat guanosin 5- trifosfat)

◦Protein perifer interaksi elektrostatik

Lanjut..Hubungan interseluler

◦Tight junction, zonula okluden Lintasan u solut berdasar ukuran, muatan Permeable di tbl proximal ren, kandung

empedu Impermeabel di tubulus distal ren

◦Gap junction Komunikasi antar sel, Memungkinkan aliran

arus dan perangkaian elektris antara sel miokard

Komposisi &Transpor Ion

hIonConcentration inside

cell/mmol dm-3

Concentration outside cell/mmol dm-3 Why don’t the ions move down their concentration gradient?

K+ 150.0 2.5K+ ions do not move out of the neurone

down their concentration gradient due to a build up of positive charges outside the membrane. This repels the movement of any more K+ ions out of the cell.

Na+ 15.0 145.0

Cl- 9.0 101.0

The chloride ions do not move into the cytoplasm as the negatively charged protein molecules that cannot cross the surface membrane repel them.

Transportasi Melintasi Membran SelDifusi sederhana downhill, ke

gradien elektrokimia yg lbh rendahTrans yg diperantarai pembawa

(carier)◦Stereospesifitas: D-glukosa dan L-isomer◦Saturasi ◦Kompetisi: menempati ‘site’

Difusi yg difasilitasi (carier)◦Co : glukosa ke seol otot dan adiposa,

perlu insulin dan dihambat oleh galaktosa

Lanjut..Transport aktif primer

◦ ‘uphill’, perlu ATP, diperantarai pembawa◦Co :

pompa Na+ K+ ATP ase (3Na+/2K+), Mp Ca2+ ATP ase dlm retikulum sarkoplasma (SERCA), Mp H+ K+ ATP ase (pompa proton) di sel parietal lambung

Trans aktif sekender◦Coupled, salah satu solut (Na) ‘downhill’ u beri

energi solut lainnya ‘uphill’ Kotransport / symport Na+-glukosa (solut bergerak ke

arah sama) di tbl prox ren & Intestine Kontertransport, pertukaran Na+ Ca+ (Ca+ uphill, Na

downhill)

• After-depolarization: Penurunan lambat

• After-hyperpolarization: Di bawah aras polarisasi

Potensial difusi & potensial ekuilibrium

Saluran ion◦Saluran berpintu voltase (voltage-gate

chanel) Aktivasi sal Na+ dlm serabut saraf dibuka oleh

depolarisasi, saat terbuaka saraf permeabel thd Na+ (co : cetusan potensial aksi)

Inaktivasi sal Na, impermeabel, fase repolarisasi potensial aksi saraf

◦Saluran berpintu ligand Buka/tutup melalui kerja hormon, second

messenger, neurotransmitter Co: reseptor nikotinik u Ach di motor end plate ,

permeabel thd Na+ dan K+ shg tjd depolarisasi

Lanjut..Potensial difusi

◦Beda pot yg timbul di suatu membran krn perbedaan konsentrasi ion

◦Hanya dapat dihasilkan jk membran permeabel

Potensial ekuilibrum◦Pot difusi yg melawan kecenderungan tjdnya

difusi yg ditimbulkan o beda konsentrasi◦Ekuilbrium elektrokimia, gaya dorong

kimiawi dan elektris yg bekerja pd sebuah ion adl sama dan berlawanan shg tdk tjd lagi difusi netto ion

Potensial membran istirahatPotensial intraseluler thd ekstaseluler (-70 mV 70

mV sel negatif)Dihasilkan oleh pot difusi yg tjd krn perbedaan

konsentrasipd ion2 yg permeabelSetiap ion permeabel berupaya u mendorong

potensial membran ke arah pot ekuilibrium (ion dg perm tertinggi kontribusi terbesar)

Co: saraf -70mV dekat dg pot ek K+ (-85) dan jauh dari Na+ (+65) saat ist, membran saraf jauh lebih permeabel thd K+ dr Na+

Pompa Na+K+, kontribusi elektrogeniknya kecil, hanya mempertahankan gradien konsentrasi Na+ dan K+ di seluruh membran sel yg menghasilkan pot difusi

Potensial aksiDefinisi

◦ Depolarisasi: pot membran mjd kurang negatif◦ Hiperpolarisasi: pot membran mjd lebih negatif◦ Inward current / arus ke dalam: aliran muatan (+) ke

dlm sel menimbulkan depolarisasi◦ Outward current: aliran muatan (+) ke luar sel

hiperpolarisasi◦ Pot aksi: mrp sifat sel yang dpt dieksitasi (otot & saraf)

yg tdr depolarisasi cepat (upstroke) diikuti o repolarisasi. Memiliki ukuran & bentuk ‘stereotipik’, bersifat ‘propangating’ & ‘all-or-none’

◦ Ambang / threshold pot mbr dmn pot aksi tdk dapat dihindarkan lagi, inward>outwarddepolarisasi akan bertahan (self sustaining) dan menimbulkan upstroke potensial, jika inward<outward tdk tjd pot aksi

Lanjut -dasar ionik potensial aksi pd saraf-

Pot membran istirahat (-70mV)◦ Akibat konduktan resting yang tinggi thd K+◦ Sal Na tertutup dan konduktan Na+ rendah

Upstroke potensial aksi (oleh inward Na+ current)◦ Inward depolarisasi hingga mencapai threshold◦ Depolarisasiaktivasi sal Na+ yg cepat & konduktan Na+ (>

konduktan K+) tetapi tidak mencapai pot ek Na+ (+65mV)◦ Tetradoksin dan lidocain: penyekat voltage-gate Na+

Repolarisasi potensial aksi (oleh outward K+ current)◦ Depolarisasi juga menutup inaktivasi sal Na+ (tai lebih lambat

drpd kec membuka pintu Na+) konduktan Na kembali ke nol◦ Depolarisasi membuka src perlahan sal K+ & menaikkan

konduktan K+◦ Efek gabungannya konduktan K+>Na+

Undershoot◦ Konduktan K+ yang tetap tinggi drpd ist mendekati pot ek

K+

Lanjut – periode refrakter -Periode refrakter absolut

◦ Ketika pot aksi lain tdk dapat ditimbulkan betapapun besarnya stimulus

◦ Pintu inaktivasi Na tertutup selama depolarisasi sampai tjd repolarisasi, tdk ada pot aksi yg timbul sampai pintu inaktivasi terbuka

Periode refrakter relatif◦ Saat periode ref absolut sd kembali ke resting pot◦ Konduktan K+ > istirahat dan pot ek lbh dekat ke K+ shg

makin jauh dr threshold shg perlu inward current >>>Akomodasi

◦ Ketika mebr sel dipertahankan pd tk terdepolarisasi shg pot ambang dilewati tanpa tercetus potensial aksi

◦ Hiperkalemia (terdepolarisasi o K+) kelemahan otot

Lanjut- penjalaran potensial aksi -Melalui penyebaran arus lokal ke

membran sekitarnya yg kmd mengalami depolarisasi ke threshold pot aksi

Kec konduksi ditingkatkan oleh :◦Peningkatan ukuran serabut◦Mielinisasi, sebagai insulator

konduksi saltatorik krn pot aksi hanya dapat ditimbulkan di nodus ranvier

• After-depolarization: Penurunan lambat

• After-hyperpolarization: Di bawah aras polarisasi

SINAPS

Transmisi Neuromuskular dan SinapsKarakteristik sinaps kimia

◦Pot aksi presinaps menyebabkan depolarisasi terminal presinaps

◦Ca memasuki terminal presinaps shg tjd pelepasan neurotransmitter ke celah sinaps

◦Neurotransmitter bergabung dg reseptor membran postsinaptiktjd perubahan permeabilitas thd ion perubahan pot membran

◦Neurotransmitter inhibisi hiperpolarisasi, eksitasi depolarisasi mebran postsinap

Lanjut – Neuromuskular junction -

Sinaps antara akson motoneuron & otot skeletNeurotransmitter ACh, reseptor nikotinikSintesis Ach di presinap

◦ Kolin asetiltransferase mengkatalisis asetil koenzim A dan kolin mjd Ach

◦ Ach disimpan dlm vesikel sinaptik bersama dg ATPDepolarisasi terminal presinap membuka sal Ca

masuk ke presinapPengambilan Ca pelepasan Ach ke celah sinapsDifusi Ach ke postsinap & berikatan dg reseptor

◦ Reseptor nikotinik jg mrp sal Na+ K+ (ligand-gate) End Plate Potensial (EPP) dlm membran postsinap

◦ Sal Na+ dan K+ sama2 terbuka depolarisasi hingga halfway antara pot ek Na+ dan K+ (=0 mV)

◦ Satu vesikel sinaps miniature EPP, yi EPP terkecil yg ada

• Metabolisme Ach/ asetil kolin dan NE/ norepinefrin (saraf

kolinergik & adrenergik)

ACE = asetil kolin esteraseCOMT = katekol O metil transferaseMAO = mono amin oksidase

Lanjut –NMJ-

Depolarisasi membran otot di dekatnya hingga mencapai potensial ambang◦ Pot aksi di otot diikuti oleh kontraksi

Degradasi Ach◦ Asetilkoliesterase◦ Separo kolin akan kembali ke presinap melalui

kotransport Na+-kolin & u sintesis baru◦ Inhibitor Ach E = neostigmin◦ Hemikolinium, menyekat reuptake kolin deplesi

simpanan AchMiastenia gravis

◦ Antibodi pada reseptor Ach jml reseptor turun penurunan EPP kelemahan otot dan mudah lelahneostigmin akan memperpanjang kerja ACh

Ketika potensial aksi mencapai terminal:

Voltage-gated Ca+2 channels terbuka Ca+2 masuk ke sel

Lanjut- Transmisi sinaptik -Tipe-tipe penyusunan

◦One-to-one synapses (NMJ) Sebuah pot aksi dlm presinap (n.motorik) menghasilkan

sebuah pot aksi dlm postsinap (otot)

◦Many-to-one synapses (motoneuron spinal) Sebuah potensial aksi tunggal tidak cukup u memproduksi

pot aksi

Asupan pd sinaps◦Sel post sinap mengintegrasikan asupan eksitasi dan

inhibisi jk jml mencapai threshold a tjd pot aksi◦Eksitatory posynaptic potential (EPSP) terbukanya

sal Na+ K+, Ach, epinefrin/nor, dopamin, glutamat◦ Inhybitory postsynaptic potentials (IPSP)

terbukanya sal Cl-, hiperpolarisasi ke pot ek Cl (-90mV), GABA,glisin

Grup Neurotransmiter Fungsi

Asetil kolin Asetil kolin Eksitatoris, inhibitoris; otot, kelenjar, memori

Asam amino • Gamma-amino butyric acid (GABA)• Glutamat• Aspartat• Glisin

Inhibisi (IPSP) neuron otak

EPSP (neuron otak)EPSP (neuron otak)IPSP (medulla spinalis)

Grup Neurotransmiter Fungsi

Monoamin Dopamin

Histamin

NE

Serotonin (5-hidroksitriptamin/ 5 HT)

Neuron adrenergik, EPSP, kesiagaan

(arousal), motorik

EPSP

EPSP & IPSP. Kesiagaan, motorik, fungsi visera (pengaturan panas, reproduksi)

Tidur, mood, nafsu makan, EPSP

Grup Neurotransmiter Fungsi

Neuropeptida Somatostatin

Endorphins, enkephalinsSusbtansi P

Hambat sekresi Growth Hormone

Analgetika

Mediasi rasa nyeri

skeletal muscle

Struktur dan filamen ototSetiap serabut otot memiliki

banyak nukleus dan berperilaku sebagai suatu unit tunggal, mengandung berkas-berkas miofibril yang dibungkus oleh SR dan diinvaginasi oleh tubulus T ( t. Tranfersus)

Setiap miofibril mengandung filamen tebal dan tipis yang saling membujur dalam sarkomer

Pengulangan unit2 sarkomer (Z to Z line) menghasilkan pola pita.

Filamen tebalDalam pita A pada pusat

sarkomerMengandung miosinMiosin memiliki satu pasang

rantai berat dan dua pasang rantai ringan

Setiap molekul miosin memiliki 2 ‘kepala’ yang melekat pada ‘ekor’ tunggal.kepala miosin mengikat ATP serta aktin dan terlibat dalam pembentukan jembatan silang.

Filamen tipisTerkait pada garis Z, pada pita IMengandung aktin, tropomiosin,

troponinTroponin mrp protein regulasi u/

pembentukan jembatan silang ketika berikatan dengan Ca

Troponin mrp kompleks3 protein globular : ◦T. Tropomiosin melekatkan kompleks

troponin pada tropomiosin◦T. Inhibisi menghambat interaksi aktin

dan miosin◦T.C (Ca) protein pengikat Ca

Tubulus TJaringan tubulus yg luas, terbuka

ke arah ekstraseluler dan membawa depolarisasi dari membran sarkolema ke itrior sel

Terletak pa tempat pertemuan pita A dan I

Mengandung protein sensitif –voltase (reseptor dihidropiridin). Depolarisasi menyebabkan perubahan struktural pada reseptor ini

SRMrp struktur tubulus internal

yang menjadi lokasi penyimpanan Ca dan pelepasannya u perangkaian eksitasi-kontraksi

Memiliki sisterna terminal yg menghasilkan kontak erat dg tubulus T dalam penyusunan triad

Membran mengandung Ca ATPase (pompa Ca) yang membawa Ca dr cairan intraseluler ke dalam bagian interior SR sehingga membuat Ca intrasel tetap rendah