Aby sme pochopili, ako funguje neurón, musíme sa pozrieť na dva pojmy. Prvý súvisí s tým, čo sa deje vo vnútri neurónu, keď informácia prechádza dopredu - akčný potenciál - a druhý s tým, ako informácia prechádza z jednej bunky do druhej - synapsa. Vďaka týmto dvom procesom sú bunky nervového systému schopné prenášať najzložitejšie informácie po celom tele, pričom ich posúvajú z neurónu na neurón, až sa nakoniec dostanú k cieľovej bunke. V tomto článku sa budeme zaoberať prvým pojmom, tzv. akčný potenciál.   

Nervový impulz je elektrochemický signál, ktorý je hlavným mechanizmom prenosu informácií v neuróne. Dendrity niektorých neurónov detekujú a prijímajú impulz z predchádzajúcej bunky, nervový impulz sa šíri pozdĺž smerujúc od dendrity na jadro ako na axóna nakoniec na terminál axónu keď sa impulz odovzdá ďalšiemu neurónu. Tento proces pokračuje opakovane, kým nedosiahne cieľovú bunku.

Elektrochemický signál vzniká v dôsledku pohybu iónov medzi vnútornou a vonkajšou časťou plazmatickej membrány neurónu. Ióny prechádzajú z vonkajšej do vnútornej časti, čím vzniká rozdiel potenciálov v membráne. "Mostom", po ktorom sa tieto ióny dostávajú dovnútra bunky, je transmembránový proteín nazývaný napäťovo riadené iónové kanály.   

Tieto napäťové kanály sú riadené elektrickým napätím ako forma odpovede na elektrické podnety, inými slovami, tieto kanály nie sú vždy otvorené pre priechod iónov, otvárajú sa a zatvárajú len pri určitých elektrických napäťových podnetoch.

Keď bunka nie je vystavená podnetom, keď je membrána v pokoji, medzi vnútornou a vonkajšou časťou neurónu sa udržiava rozdiel potenciálov. V pokoji má membrána potenciál -70 mV, teda záporný potenciál, zatiaľ čo vonkajšia časť má potenciál kladný. Tento rozdiel potenciálov sa nazýva pokojový membránový potenciál, a je udržiavaná najmä iónmi sodíka a draslíka prostredníctvom sodno-draslíkovej pumpy.

Pod vplyvom elektrických napäťových podnetov sa rozdiel membránových potenciálov začne invertovať, sodíkové kanály sa otvoria a umožnia mnohým sodíkovým iónom prejsť dovnútra bunky, čím sa membrána na chvíľu zmení depolarizovanéalebo lepšie povedané, sodíkové ióny zmenia vnútornú oblasť membrány na kladnú sieť. Tento pohyb depolarizácie je známy akčný potenciál; membránový potenciál rýchlo stúpa a klesá. Potenciál stúpne na +40 mV za niečo viac ako 2 milisekundy a vráti sa do pokojového stavu za menej ako 3 milisekundy.

Akčný potenciál nevzniká v celom neuróne naraz, depolarizácia membrány sa začína v dendritoch a potom po častiach v jadre, kde sa depolarizuje a krátko nato sa vracia do pokojového stavu.

Na obnovenie pokojového membránového potenciálu sa sodíkové kanály zatvoria a napäťovo riadené draslíkové kanály sa otvoria, čím sa draslíkové ióny dostanú dovnútra bunky, čím sa membrána repolarizuje a vnútorná časť membrány sa opäť nabije záporne a vonkajšia časť kladne. Sodíkovo-draslíková pumpa pomáha obnoviť správne množstvo každého iónu vo vnútri bunky, pričom na každé dva ióny draslíka prepustí tri ióny sodíka.

Môžeme si to predstaviť ako synchronizovaný pohyb od momentu reakcie akčného potenciálu po moment obnovenia pokojového stavu.

Je zaujímavé, že zatiaľ čo v axóne máme napäťovo riadené iónové kanály, ktoré generujú a šíria nervový impulz, v dendritoch tieto kanály neexistujú. V týchto oblastiach neurónov sa signál neprenáša akčným potenciálom, ale odstupňovaný potenciál, a iná forma šírenia signálu, pri ktorej sa stupnica signálu po ceste zvyšuje, až sa na axóne zmení na akčný potenciál.

Všimnite si, že sodíkový ión je zodpovedný za šírenie akčného potenciálu a draslíkový za obnovenie pokojového stavu. Nedostatok týchto iónov v organizme môže spôsobiť problémy s kvalitou a účinnosťou akčného potenciálu, čo znamená problémy na synapsách a pri prechode informácií nervovým systémom. Všetky tieto problémy môžu vyvolať psychické komplikácie a ochorenia.

Ďalším krokom bude prechod nervového impulzu do ďalšieho neurónu. V priestore medzi dvoma neurónmi, v synaptickej štrbine, sa deje niečo iné. Synaptická štrbina je veľmi dôležitým miestom na pozorovanie a štúdium, je to miesto, kde vstupuje do činnosti mnoho rôznych neurotransmiterov, ktoré aktivujú novú signálnu dráhu pomocou receptorov, iných proteínov a iónov okrem sodíka a draslíka. Ale to si necháme na ďalšiu diskusiu v článku Nervový impulz ČASŤ 2 - Synaptická štrbina.

Páčili sa vám infografiky v tomto článku? Aj vy môžete použiť Mind the Graph a vytvoriť takéto informatívne obrázky. Získajte na Mind the Graph a pozrite sa na galéria ilustrácií, je k dispozícii neurológia a biochémia ilustrácie, a ak potrebujete pomoc, prosím kontaktujte nás!

Súvisiace články
logo-odhláška

Prihláste sa na odber nášho newslettera

Exkluzívny vysokokvalitný obsah o efektívnom vizuálnom
komunikácia vo vede.

- Exkluzívny sprievodca
- Tipy na dizajn
- Vedecké novinky a trendy
- Návody a šablóny