Hermoimpulssit OSA 1 - Toimintapotentiaali

Jotta ymmärtäisimme, miten neuroni toimii, meidän on tarkasteltava kahta käsitettä. Ensimmäinen liittyy siihen, mitä neuronin sisällä tapahtuu, kun informaatio kulkee eteenpäin - toimintapotentiaali - ja toinen siihen, miten informaatio siirtyy yhdestä solusta toiseen - synapsi. Näiden kahden prosessin avulla hermoston solut kykenevät kuljettamaan monimutkaista tietoa koko kehossa siirtäen sitä hermosolusta toiseen, kunnes se lopulta saavuttaa kohdesolun. Tässä artikkelissa keskustelemme ensimmäisestä käsitteestä, joka on nimeltään toimintapotentiaali.

Hermoimpulssi on sähkökemiallinen signaali; se on tärkein mekanismi, jota käytetään tiedon siirtämiseen hermosolun sisällä. Joidenkin hermosolujen dendriitit havaitsevat ja vastaanottavat impulssin edelliseltä solulta, hermoimpulssi kulkee pitkin kulkevaa hermosolua. dendriitit osoitteeseen ydin kuin aksonija lopuksi aksonin pääte kun impulssi siirtyy seuraavalle neuronille. Tämä prosessi jatkuu toistuvasti, kunnes se saavuttaa kohdesolun.

Sähkökemiallinen signaali syntyy, kun ionit liikkuvat hermosolun plasmakalvon sisä- ja ulkopuolisen osan välillä. Ionit siirtyvät ulkopuolelta sisäpuolelle, jolloin kalvossa syntyy potentiaaliero. "Silta", jota nämä ionit käyttävät siirtyäkseen solun sisälle, on transmembraaniproteiini nimeltä jänniteohjatut ionikanavat.

Näitä jännitekanavia ohjataan sähköjännitteillä eräänlaisena vasteena sähköisiin ärsykkeisiin, toisin sanoen nämä kanavat eivät ole aina avoimia ionien kulkemiselle, vaan ne avautuvat ja sulkeutuvat vain joidenkin sähköisten jänniteärsykkeiden vaikutuksesta.

Kun soluun ei kohdistu ärsykkeitä, kun kalvo on levossa, hermosolun sisä- ja ulkopuolisten osien välillä säilyy potentiaaliero. Lepotilassa kalvon potentiaali on -70mV, eli negatiivinen potentiaali, kun taas kalvon ulkopuolella on positiivinen potentiaali. Tätä potentiaalieroa kutsutaan kalvon lepopotentiaali, ja sitä ylläpitävät pääasiassa natrium- ja kaliumionit natrium-kaliumpumpun kautta.

Sähköisen jänniteärsykkeen vaikutuksesta kalvon potentiaaliero alkaa kääntyä, natriumkanavat avautuvat, jolloin monet natriumionit pääsevät solun sisälle, jolloin kalvo kääntyy hetkellisesti takaisin solun sisään. depolarisoitunut, tai paremminkin natriumionit muuttavat kalvon sisäpuolisen alueen positiiviseksi verkoksi. Tämä depolarisaation liike on kuuluisa toimintapotentiaali; kalvopotentiaali nousee ja laskee nopeasti. Potentiaali nousee +40mV:iin hieman yli 2 millisekunnissa ja palaa lepotilaan alle 3 millisekunnissa.

Toimintapotentiaali ei tapahdu koko hermosolussa kerralla, vaan kalvon depolarisaatio alkaa dendriiteissä ja siirtyy sitten ytimeen osa kerrallaan, depolarisoituen ja palaten pian sen jälkeen takaisin lepotilan potentiaaliin.

Kalvon lepopotentiaalin palauttamiseksi natriumkanavat sulkeutuvat ja jänniteohjatut kaliumkanavat avautuvat, jolloin kaliumionit pääsevät solun sisälle, mikä repolarisoi kalvon, jolloin kalvon sisäpuolinen alue varautuu jälleen negatiivisesti ja ulkopuolinen alue positiivisesti. Natrium-kaliumpumppu auttaa palauttamaan oikean määrän kutakin ionia solun sisälle, sillä se päästää ulos kolme natriumionia jokaista kahta kaliumionia kohti.

Voimme kuvitella sen kuin synkronoidun liikkeen, joka alkaa toimintapotentiaalin vasteesta ja päättyy lepotilan palautumiseen.

Mielenkiintoista on, että kun aksonissa on jänniteohjatut ionikanavat, jotka tuottavat ja levittävät hermoimpulssia, dendriiteissä näitä kanavia ei ole. Näillä hermosolujen alueilla signaali ei välity toimintapotentiaalin vaan luokiteltu potentiaali, a erilainen signaalin etenemismuoto, jossa signaalin asteikko kasvaa matkan varrella, kunnes se muuttuu aktiopotentiaaliksi aksonissa.

Huomaa, että natriumioni on vastuussa toimintapotentiaalin etenemisestä ja kalium puolestaan lepotilan palauttamisesta. Näiden ionien puute elimistössä voi aiheuttaa ongelmia toimintapotentiaalin laadussa ja tehokkuudessa, mikä tarkoittaa ongelmia synapseissa ja tiedon kulussa hermoston läpi. Kaikki nämä ongelmat voivat laukaista mielenterveydellisiä komplikaatioita ja sairauksia.

Seuraava vaihe on hermoimpulssin siirtyminen seuraavaan hermosoluun. Eri asia tapahtuu kahden hermosolun välisessä tilassa, synaptisessa raossa. Synaptinen halkio on erittäin tärkeä paikka tarkastella ja tutkia, sillä siellä monet eri välittäjäaineet astuvat toimintaan ja aktivoivat uuden signaalireitin, jossa käytetään reseptoreita, muita proteiineja ja muita ioneja kuin natriumia ja kaliumia. Mutta sen jätämme artikkelin seuraavaan keskusteluun. Hermoimpulssi OSA 2 - Synaptinen rako.

Piditkö tämän artikkelin infografiikoista? Voit käyttää Mind the Graph:tä ja tehdä kuvista myös näin informatiivisia. Hanki osoitteesta Mind the Graph ja vilkaise Kuvagalleria, siellä saatavilla neurologia ja biokemia kuvituksia, ja jos tarvitset apua, ole hyvä ja Ota yhteyttä!

Hermoimpulssit OSA 1 - Toimintapotentiaali

Tilaa uutiskirjeemme

Fabricio Pamplona