Pentru a înțelege cum funcționează un neuron, trebuie să analizăm două concepte. Primul este legat de ceea ce se întâmplă în interiorul neuronului atunci când informația trece mai departe - potențialul de acțiune - iar al doilea este modul în care o informație trece de la o celulă la alta - sinapsa. Cu ajutorul acestor două procese, celulele sistemului nervos sunt capabile să transmită cele mai complexe informații în tot corpul, mutându-le de la un neuron la altul până când ajung în cele din urmă la celula țintă. În acest articol, vom discuta despre primul concept, cel de potențial de acțiune.
Impulsul nervos este un semnal electrochimic; acesta este principalul mecanism utilizat pentru a transporta informația în interiorul unui neuron. Dendritele unor neuroni detectează și primește impulsul de la o celulă anterioară, impulsul nervos călătorește de-a lungul mergând de la dendrite la nucleu decât la axonși, în cele din urmă, la axon terminal atunci când impulsul este transmis la neuronul următor. Acest proces continuă în mod repetat până când ajunge la celula țintă.
Semnalul electrochimic este generat de mișcarea ionilor între interiorul și exteriorul membranei plasmatice a neuronului. Ionii trec de la exterior la interior, producând o diferență de potențial în membrană. "Puntea" folosită de acești ioni pentru a trece în interiorul celulelor este o proteină transmembranară numită canale ionice deschise la tensiune.
Aceste canale de tensiune sunt controlate de tensiuni electrice, ca o formă de răspuns la stimulii electrici, cu alte cuvinte, aceste canale nu sunt întotdeauna deschise la trecerea ionilor, ci se deschid și se închid doar în urma unor stimuli de tensiune electrică.
Atunci când celula nu este supusă la stimuli, când membrana este în repaus, se menține o diferență de potențial între partea interioară și cea exterioară a unui neuron. În repaus, membrana are un potențial de -70mV, un potențial negativ, în timp ce partea exterioară are un potențial pozitiv. Această diferență de potențial se numește potențialul de repaus al membranei, și este menținută în principal de ionii de sodiu și potasiu prin intermediul pompei de sodiu și potasiu.
Sub stimuli de tensiune electrică, diferența de potențial membranar începe să se inverseze, canalele de sodiu se deschid permițând multor ioni de sodiu să intre în interiorul celulei, transformând momentan membrana. depolarizatsau, mai bine zis, ionii de sodiu transformă regiunea interioară a membranei într-o rețea pozitivă. Această mișcare de depolarizare este celebra potențial de acțiune; potențialul de membrană crește și scade rapid. Potențialul crește până la +40mV în puțin mai mult de 2milisecunde și revine la starea de repaus în mai puțin de 3milisecunde.
Potențialul de acțiune nu se produce în tot neuronul deodată, depolarizarea membranei începe în dendrite și apoi în nucleu, pe rând, depolarizându-se și revenind la potențialul de repaus la scurt timp după aceea.
Pentru a restabili potențialul de repaus al membranei, canalele de sodiu se închid, iar canalele de potasiu deschise, permițând ionilor de potasiu să intre în interiorul celulei, repolarizând membrana, transformând din nou regiunea interioară a membranei în încărcată negativ, iar regiunea exterioară în încărcată pozitiv. Pompa de sodiu-potasiu ajută la restabilirea cantității corecte a fiecărui ion în interiorul celulei, lăsând să iasă trei ioni de sodiu la fiecare doi ioni de potasiu.
Ne-o putem imagina ca pe o mișcare sincronizată, de la momentul răspunsului potențialului de acțiune până la momentul restabilirii stării de repaus.
Interesant este că, în timp ce în axon avem canale ionice cu voltaj care generează și propagă impulsul nervos, în dendrite aceste canale nu există. În aceste regiuni neuronale, semnalul este transmis nu prin potențialul de acțiune, ci printr-un potențial gradat, a formă diferită de propagare a semnalului, în care scara semnalului crește pe parcurs, până la transformarea în potențial de acțiune pe axon.
Rețineți că ionul de sodiu este cel responsabil pentru propagarea potențialului de acțiune, iar cel de potasiu pentru restabilirea stării de repaus. Lipsa acestor ioni în organism poate cauza probleme de calitate și eficiență a potențialului de acțiune, ceea ce înseamnă probleme la nivelul sinapselor și în trecerea informației prin sistemul nervos. Toate aceste probleme pot declanșa complicații și boli psihice.
Următorul pas ar fi trecerea impulsului nervos către următorul neuron. Un lucru diferit se întâmplă în spațiul dintre cei doi neuroni, în fanta sinaptică. Fanta sinaptică este un loc foarte important de privit și de studiat, deoarece este locul în care intră în acțiune mulți neurotransmițători diferiți, activând o nouă cale de semnalizare care utilizează receptori, alte proteine și alți ioni în afară de sodiu și potasiu. Dar acest lucru îl vom lăsa pentru următoarea discuție din articol Impulsul nervos PARTEA 2 - Fanta sinaptică.
Ți-au plăcut infografiile din acest articol? Puteți folosi Mind the Graph și să faceți și voi imagini informative ca aceasta. Obțineți la Mind the Graph și aruncați o privire la galerie de ilustrații, există disponibil neurologie și biochimie ilustrații, și dacă aveți nevoie de ajutor vă rugăm să contactați-ne!
Abonează-te la newsletter-ul nostru
Conținut exclusiv de înaltă calitate despre vizuale eficiente
comunicarea în domeniul științei.
