Impulsy nerwowe CZĘŚĆ 1 - Potencjał czynnościowy

Aby zrozumieć, jak działa neuron, musimy przyjrzeć się dwóm koncepcjom. Pierwsze jest związane z tym, co dzieje się wewnątrz neuronu, gdy informacja jest przekazywana do przodu - potencjał czynnościowy - drugie to sposób, w jaki informacja przeskakuje z jednej komórki do drugiej - synapsa. Dzięki tym dwóm procesom komórki układu nerwowego są w stanie przenosić najbardziej złożone informacje w całym ciele, przenosząc je z neuronu do neuronu, aż w końcu dotrą do komórki docelowej. W tym artykule omówimy pierwszą koncepcję, tj. potencjał czynnościowy.

Impuls nerwowy jest sygnałem elektrochemicznym; jest to główny mechanizm wykorzystywany do przenoszenia informacji wewnątrz neuronu. Dendryty niektórych neuronów wykrywają i odbierają impuls z poprzedniej komórki, impuls nerwowy przemieszcza się wzdłuż, przechodząc z komórki do komórki. dendryty do jądro niż do aksoni wreszcie do terminal aksonu kiedy impuls jest przekazywany do następnego neuronu. Proces ten jest kontynuowany wielokrotnie, aż dotrze do komórki docelowej.

Sygnał elektrochemiczny jest generowany w wyniku ruchu jonów między wewnętrzną i zewnętrzną częścią błony plazmatycznej neuronu. Jony przechodzą z zewnątrz do wewnątrz, wytwarzając różnicę potencjałów w błonie. "Mostem" wykorzystywanym przez te jony do przemieszczania się wewnątrz komórek jest białko transmembranowe o nazwie kanały jonowe bramkowane napięciem.

Te kanały napięciowe są kontrolowane przez napięcia elektryczne, jako forma odpowiedzi na bodźce elektryczne, innymi słowy, kanały te nie są zawsze otwarte na przepływ jonów, otwierają się i zamykają tylko pod wpływem pewnych bodźców napięcia elektrycznego.

Gdy komórka nie jest pod wpływem bodźców, gdy błona jest w stanie spoczynku, utrzymuje się różnica potencjałów między wewnętrzną i zewnętrzną częścią neuronu. W spoczynku błona ma potencjał -70 mV, potencjał ujemny, podczas gdy na zewnątrz ma potencjał dodatni. Ta różnica potencjałów nazywana jest spoczynkowy potencjał błony, i jest utrzymywany głównie przez jony sodu i potasu poprzez pompę sodowo-potasową.

Pod wpływem bodźców napięcia elektrycznego różnica potencjałów błony zaczyna się odwracać, kanały sodowe otwierają się, umożliwiając wielu jonom sodu przedostanie się do wnętrza komórki, chwilowo zmieniając błonę. zdepolaryzowanyJony sodu zamieniają wewnętrzny obszar błony w sieć dodatnią. Ten ruch depolaryzacji jest słynnym potencjał czynnościowyPotencjał błonowy gwałtownie rośnie i spada. Potencjał wzrasta do +40 mV w nieco ponad 2 milisekundy i powraca do stanu spoczynku w mniej niż 3 milisekundy.

Potencjał czynnościowy nie występuje w całym neuronie jednocześnie, depolaryzacja błony rozpoczyna się w dendrytach, a następnie w jądrze, depolaryzując się i wracając do potencjału spoczynkowego wkrótce potem.

Aby przywrócić spoczynkowy potencjał błony, kanały sodowe zamykają się, a bramkowane napięciem kanały potasowe otwierają się, umożliwiając jonom potasu przedostanie się do wnętrza komórki, repolaryzując błonę, zamieniając wewnętrzny obszar błony ponownie naładowany ujemnie, a obszar zewnętrzny dodatnio. Pompa sodowo-potasowa pomaga przywrócić odpowiednią ilość każdego jonu wewnątrz komórki, wypuszczając trzy jony sodu na każde dwa jony potasu.

Możemy to sobie wyobrazić jako zsynchronizowany ruch, od momentu odpowiedzi potencjału czynnościowego do momentu przywrócenia stanu spoczynku.

Co ciekawe, podczas gdy w aksonie mamy bramkowane napięciem kanały jonowe generujące i propagujące impuls nerwowy, w dendrytach kanały te nie istnieją. W tych obszarach neuronów sygnał nie jest przekazywany przez potencjał czynnościowy, ale przez stopniowany potencjał, a inna forma propagacji sygnału, w której skala sygnału zwiększa się po drodze, aż do przekształcenia się w potencjał czynnościowy na aksonie.

Należy zauważyć, że jon sodu jest odpowiedzialny za propagację potencjału czynnościowego, a potas za przywrócenie stanu spoczynku. Brak tych jonów w organizmie może powodować problemy z jakością i wydajnością potencjału czynnościowego, co oznacza problemy na synapsach i w przepływie informacji przez układ nerwowy. Wszystkie te problemy mogą powodować komplikacje i choroby psychiczne.

Następnym krokiem będzie przekazanie impulsu nerwowego do kolejnego neuronu. Inna rzecz dzieje się w przestrzeni między dwoma neuronami, w szczelinie synaptycznej. Szczelina synaptyczna jest bardzo ważnym miejscem do zbadania, ponieważ jest to miejsce, w którym działa wiele różnych neuroprzekaźników, aktywując nowy szlak sygnałowy wykorzystujący receptory, inne białka i jony oprócz sodu i potasu. Ale to zostawimy na następną dyskusję w tym artykule Impuls nerwowy CZĘŚĆ 2 - Szczelina synaptyczna.

Czy podobały Ci się infografiki w tym artykule? Możesz użyć Mind the Graph i zrobić zdjęcia informacyjne w ten sposób. Pobierz na Mind the Graph i spójrz na Galeria ilustracjitam dostępne neurologia oraz biochemia ilustracje, a jeśli potrzebujesz pomocy, proszę skontaktuj się z nami!

Impulsy nerwowe CZĘŚĆ 1 - Potencjał czynnościowy

Zapisz się do naszego newslettera

O Fabricio Pamplonie