Da bi razumeli, kako deluje nevron, moramo preučiti dva pojma. Prvi je povezan s tem, kaj se dogaja znotraj nevrona, ko informacija prehaja naprej - akcijski potencial -, drugi pa s tem, kako informacija prehaja iz ene celice v drugo - sinapsa. S tema dvema procesoma so celice živčnega sistema sposobne prenašati najzahtevnejše informacije po celotnem telesu in jih prenašati od nevrona do nevrona, dokler končno ne dosežejo ciljne celice. V tem članku bomo obravnavali prvi koncept, tj. akcijski potencial.   

Živčni impulz je elektrokemični signal, ki je glavni mehanizem za prenos informacij znotraj nevrona. Dendrit nekega nevrona zazna in sprejme impulz iz prejšnje celice, živčni impulz pa potuje od prejšnje celice do prejšnje celice. dendritov na jedro kot na aksonin nazadnje na aksonski terminal ko se impulz prenese na naslednji nevron. Ta proces se nadaljuje dokler ne doseže ciljne celice.

Elektrokemični signal nastane zaradi gibanja ionov med notranjim in zunanjim delom plazemske membrane nevrona. Ioni prehajajo iz zunanjega v notranji del in ustvarjajo razliko potencialov v membrani. Most, po katerem ti ioni prehajajo v notranjost celic, je transmembranski protein, imenovan ionski kanali z napetostnim krmiljenjem.   

Te napetostne kanale nadzirajo električne napetosti kot obliko odziva na električne dražljaje, z drugimi besedami, ti kanali niso vedno odprti za prehod ionov, ampak se odpirajo in zapirajo le ob določenih električnih napetostnih dražljajih.

Ko celica ni pod vplivom dražljajev in je membrana v mirovanju, se med notranjim in zunanjim delom nevrona ohranja potencialna razlika. V mirovanju ima membrana potencial -70 mV, torej negativni potencial, medtem ko ima zunanja stran pozitivni potencial. Ta razlika potencialov se imenuje membranski potencial v mirovanju, in ga vzdržujejo predvsem natrijevi in kalijevi ioni prek natrijevokalijeve črpalke.

Ob električnih napetostnih dražljajih se razlika membranskih potencialov začne obračati, natrijevi kanali se odprejo in omogočijo prehod številnih natrijevih ionov v notranjost celice, kar membrano za trenutek spremeni depolariziraniali bolje, natrijevi ioni spremenijo notranji del membrane v pozitivno mrežo. To gibanje depolarizacije je znani akcijski potencial; membranski potencial hitro narašča in pada. Potencial se dvigne na +40 mV v nekaj več kot 2 milisekundah in se vrne v stanje mirovanja v manj kot 3 milisekundah.

Akcijski potencial ne nastane v celotnem nevronu naenkrat, ampak se depolarizacija membrane začne v dendritih in nato po delih v jedru, kjer se depolarizira in kmalu zatem vrne v stanje mirovanja.

Da bi ponovno vzpostavili mirujoči membranski potencial, se natrijevi kanali zaprejo, napetostno vodeni kalijevi kanali pa odprejo, tako da kalijevi ioni vstopijo v notranjost celice, kar povzroči repolarizacijo membrane, pri čemer se notranji del membrane ponovno negativno nabije, zunanji del pa pozitivno. Natrijevo-kalijeva črpalka pomaga obnoviti pravo količino vsakega iona v celici, saj na vsaka dva kalijeva iona izpusti tri natrijeve ione.

Predstavljamo si ga lahko kot sinhronizirano gibanje od trenutka odziva akcijskega potenciala do trenutka vzpostavitve stanja mirovanja.

Zanimivo je, da medtem ko v aksonu obstajajo napetostno zaporni ionski kanali, ki ustvarjajo in širijo živčni impulz, v dendritih teh kanalov ni. V teh predelih nevronov se signal ne prenaša z akcijskim potencialom, temveč ocenjen potencial, a drugačna oblika širjenja signala, pri kateri se lestvica signala na poti povečuje, dokler se ne spremeni v akcijski potencial na aksonu.

Upoštevajte, da je natrijev ion odgovoren za širjenje akcijskega potenciala, kalijev pa za vzpostavitev stanja mirovanja. Pomanjkanje teh ionov v organizmu lahko povzroči težave v kakovosti in učinkovitosti akcijskega potenciala, kar pomeni težave na sinapsah in pri prenosu informacij po živčnem sistemu. Vse te težave lahko sprožijo zaplete in bolezni duševnega zdravja.

Naslednji korak je prenos živčnega impulza do naslednjega nevrona. V prostoru med dvema nevronoma, v sinaptični razpoki, se dogaja nekaj drugega. Sinaptični razcep je zelo pomemben prostor za opazovanje in preučevanje, saj v njem začnejo delovati številni različni nevrotransmiterji, ki aktivirajo novo signalno pot z uporabo receptorjev, drugih beljakovin in ionov poleg natrija in kalija. Toda to bomo prepustili naslednji razpravi v članku Nervni impulz 2. DEL - Sinaptični razcep.

Ali so vam bile infografike v tem članku všeč? Tudi vi lahko uporabite Mind the Graph in naredite takšne informativne slike. Get at Mind the Graph in si oglejte galerija ilustracij, je na voljo nevrologija in . biokemija ilustracije, in če potrebujete pomoč, prosim stopite v stik z nami!

Sorodni članki
logotip-odjava

Naročite se na naše novice

Ekskluzivna visokokakovostna vsebina o učinkovitih vizualnih
komuniciranje v znanosti.

- Ekskluzivni vodnik
- Nasveti za oblikovanje
- Znanstvene novice in trendi
- Učni listi in predloge