Abychom pochopili, jak neuron funguje, musíme se podívat na dva pojmy. První z nich se týká toho, co se děje uvnitř neuronu, když se informace předává dál - akční potenciál - a druhý toho, jak informace přeskakuje z jedné buňky do druhé - synapse. Díky těmto dvěma procesům jsou buňky nervové soustavy schopny přenášet nejsložitější informace po celém těle a posouvat je od neuronu k neuronu, až nakonec dorazí k cílové buňce. V tomto článku se budeme zabývat prvním pojmem, tj. akční potenciál.   

Nervový impuls je elektrochemický signál, který je hlavním mechanismem přenosu informací uvnitř neuronu. Dendrity některých neuronů detekují a přijímají impuls z předchozí buňky, nervový impuls se šíří podél a směřuje z buňky do buňky, kde se nachází. dendrity na jádro než na axona nakonec na terminál axonu kdy je impuls předán dalšímu neuronu. Tento proces pokračuje opakovaně, dokud nedosáhne cílové buňky.

Elektrochemický signál vzniká v důsledku pohybu iontů mezi vnitřní a vnější částí plazmatické membrány neuronu. Ionty přecházejí z vnější části do vnitřní a vytvářejí rozdíl potenciálů v membráně. "Mostem", po kterém se tyto ionty dostávají dovnitř buňky, je transmembránový protein zvaný napěťově řízené iontové kanály.   

Tyto napěťové kanály jsou řízeny elektrickým napětím jako forma odpovědi na elektrické podněty, jinými slovy, tyto kanály nejsou vždy otevřené pro průchod iontů, otevírají se a zavírají pouze při určitých elektrických napěťových podnětech.

Když buňka není vystavena podnětům, když je membrána v klidu, udržuje se mezi vnitřní a vnější částí neuronu rozdíl potenciálů. V klidovém stavu má membrána potenciál -70 mV, tedy záporný potenciál, zatímco vnější část má potenciál kladný. Tento rozdíl potenciálů se nazývá klidový membránový potenciál, a je udržována převážně sodíkovými a draselnými ionty prostřednictvím sodíko-draselné pumpy.

Při elektrických napěťových podnětech se začne rozdíl membránových potenciálů sám obracet, otevřou se sodíkové kanály a dovnitř buňky pronikne mnoho sodíkových iontů, čímž se membrána na okamžik změní na membránu depolarizované, nebo lépe řečeno, sodíkové ionty změní vnitřní oblast membrány na kladnou síť. Tento pohyb depolarizace je známý jako tzv. akční potenciál; membránový potenciál rychle stoupá a klesá. Potenciál stoupne na +40 mV za něco více než 2 milisekundy a vrátí se do klidového stavu za méně než 3 milisekundy.

K akčnímu potenciálu nedochází v celém neuronu najednou, depolarizace membrány začíná v dendritech a poté po částech v jádře, kde se depolarizuje a krátce poté se vrací do klidového stavu.

Pro obnovení klidového membránového potenciálu se sodíkové kanály uzavřou a napěťově řízené draslíkové kanály se otevřou, čímž se draslíkové ionty dostanou dovnitř buňky, membrána se repolarizuje a vnitřní část membrány se opět nabije záporně a vnější kladně. Sodíko-draslíková pumpa pomáhá obnovit správné množství jednotlivých iontů uvnitř buňky tím, že na každé dva ionty draslíku propustí tři ionty sodíku.

Můžeme si to představit jako synchronizovaný pohyb od okamžiku reakce akčního potenciálu do okamžiku obnovení klidového stavu.

Zajímavé je, že zatímco v axonu máme napěťově řízené iontové kanály, které generují a šíří nervový impuls, v dendritech tyto kanály neexistují. V těchto oblastech neuronů se signál nepředává akčním potenciálem, ale a odstupňovaný potenciál, a jiná forma šíření signálu, při níž se stupnice signálu po cestě zvyšuje, až se na axonu změní v akční potenciál.

Všimněte si, že sodný iont je zodpovědný za šíření akčního potenciálu a draselný za obnovení klidového stavu. Nedostatek těchto iontů v organismu může způsobit problémy s kvalitou a účinností akčního potenciálu, což znamená problémy na synapsích a při průchodu informací nervovým systémem. Všechny tyto problémy mohou vyvolat psychické komplikace a nemoci.

Dalším krokem bude předání nervového impulzu dalšímu neuronu. V prostoru mezi dvěma neurony, v synaptické štěrbině, se děje něco jiného. Synaptická štěrbina je velmi důležitým místem k pozorování a studiu, vstupuje do ní mnoho různých neurotransmiterů, které aktivují novou signální dráhu pomocí receptorů, dalších proteinů a iontů kromě sodíku a draslíku. Ale to si necháme na další diskusi v článku Nervový impulz ČÁST 2 - Synaptická štěrbina.

Líbily se vám infografiky v tomto článku? Můžete použít Mind the Graph a vytvořit obrázky informativní jako tento. Získejte na Mind the Graph a podívejte se na galerie ilustrací, tam je k dispozici neurologie a biochemie ilustrace, a pokud budete potřebovat pomoc, prosím. kontaktujte nás!

Související články
logo-odběr

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru

Exkluzivní vysoce kvalitní obsah o efektivním vizuálním
komunikace ve vědě.

- Exkluzivní průvodce
- Tipy pro návrh
- Vědecké novinky a trendy
- Výukové programy a šablony