За да разберем как работи един неврон, трябва да разгледаме две понятия. Първото е свързано с това какво се случва вътре в неврона, когато информацията преминава напред - потенциал на действие, а второто е как информацията преминава от една в друга клетка - синапс. С тези два процеса клетките на нервната система са способни да пренасят най-сложната информация в цялото тяло, като я пренасят от неврон на неврон, докато накрая достигне до целевата клетка. В тази статия ще обсъдим първото понятие, а именно потенциал на действие.   

Нервният импулс е електрохимичен сигнал; той е основният механизъм, използван за пренасяне на информация в неврона. Дендритите на някои неврони откриват и получават импулса от предишна клетка, нервният импулс се движи от неврона до неврона. дендрити към ядро отколкото на аксони накрая към аксонен терминал когато импулсът се предава на следващия неврон. Този процес продължава многократно, докато достигне целевата клетка.

Електрохимичният сигнал се генерира в резултат на движението на йони между вътрешната и външната част на плазмената мембрана на неврона. Йоните преминават от външната към вътрешната част, като създават разлика в потенциала на мембраната. "Мостът", по който тези йони преминават във вътрешността на клетките, е трансмембранен протеин, наречен йонни канали, свързани с напрежение.   

Тези канали се контролират от електрическото напрежение, като форма на отговор на електрически стимули, с други думи, тези канали не са винаги отворени за преминаване на йони, а се отварят и затварят само при определени стимули от електрическо напрежение.

Когато клетката не е подложена на стимули, когато мембраната е в покой, между вътрешната и външната част на неврона се поддържа потенциална разлика. В състояние на покой мембраната има потенциал от -70 mV, отрицателен потенциал, докато външната част има положителен потенциал. Тази потенциална разлика се нарича мембранен потенциал в покой, и се поддържа предимно от натриеви и калиеви йони чрез натриево-калиевата помпа.

При стимулиране с електрическо напрежение разликата в потенциала на мембраната започва да се обръща, натриевите канали се отварят, позволявайки на много натриеви йони да влязат в клетката, превръщайки мембраната за момент деполяризиранили по-добре, натриевите йони превръщат вътрешната област на мембраната в положителна мрежа. Това движение на деполяризация е известното потенциал на действие; мембранният потенциал бързо се повишава и понижава. Потенциалът се повишава до +40 mV за малко повече от 2 милисекунди и се връща в състояние на покой за по-малко от 3 милисекунди.

Потенциалът на действие не се случва в целия неврон наведнъж, а деполяризацията на мембраната започва в дендритите и след това в ядрото, като част по част се деполяризира и скоро след това се връща към потенциала на състояние на покой.

За да се възстанови потенциалът на мембраната в състояние на покой, натриевите канали се затварят, а калиевите канали се отварят, което позволява на калиевите йони да влязат във вътрешността на клетката и да реполяризират мембраната, като вътрешната част на мембраната отново се зарежда отрицателно, а външната - положително. Натриево-калиевата помпа помага да се възстанови правилното количество на всеки йон вътре в клетката, като на всеки два калиеви йона се изпускат три натриеви.

Можем да си го представим като синхронизирано движение от момента на реакция на потенциала за действие до момента на възстановяване на състоянието на покой.

Интересно е, че докато в аксона има йонни канали, управлявани от напрежение, които генерират и разпространяват нервния импулс, в дендритите тези канали не съществуват. В тези области на неврона сигналът се предава не чрез потенциал на действие, а чрез оценен потенциал, a различна форма на разпространение на сигнала, при която скалата на сигнала се увеличава по пътя, докато се превърне в потенциал за действие на аксона.

Обърнете внимание, че натриевият йон е този, който отговаря за разпространението на потенциала на действие, а калиевият - за възстановяването на състоянието на покой. Липсата на тези йони в организма може да доведе до проблеми в качеството и ефективността на потенциала на действие, което означава проблеми в синапсите и в предаването на информация през нервната система. Всички тези проблеми могат да предизвикат усложнения и заболявания на психичното здраве.

Следващата стъпка ще бъде предаването на нервния импулс към следващия неврон. В пространството между двата неврона, в синаптичната цепнатина, се случва нещо различно. Синаптичната цепнатина е много важно място за разглеждане и изучаване, там влизат в действие много различни невротрансмитери, които активират нов сигнален път, използвайки рецептори, други протеини и йони освен натрий и калий. Но това ще оставим за следващото обсъждане в статията Нервен импулс ЧАСТ 2 - Синаптичната цепнатина.

Харесаха ли ви инфографиките в тази статия? Можете да използвате Mind the Graph и да направите информативни снимки като тази. Вземете на Mind the Graph и разгледайте галерия с илюстрации, има налични неврология и биохимия илюстрации и ако имате нужда от помощ, моля свържете се с нас!

Свързани статии
абонамент за лого

Абонирайте се за нашия бюлетин

Ексклузивно висококачествено съдържание за ефективни визуални
комуникация в областта на науката.

- Ексклузивно ръководство
- Съвети за дизайн
- Научни новини и тенденции
- Уроци и шаблони