Нервові імпульси ЧАСТИНА 1 - Потенціал дії

Щоб зрозуміти, як працює нейрон, нам потрібно розглянути дві концепції. Перше пов'язане з тим, що відбувається всередині нейрона, коли інформація передається вперед - потенціал дії, друге - як інформація переходить від однієї клітини до іншої - синапс. Завдяки цим двом процесам клітини нервової системи здатні передавати найскладнішу інформацію по всьому тілу, переміщуючи її від нейрона до нейрона, поки нарешті не досягнуть цільової клітини. У цій статті ми поговоримо про першу концепцію, про потенціал дій.

Нервовий імпульс - це електрохімічний сигнал, який є основним механізмом передачі інформації всередині нейрона. Дендрити одного нейрона виявляють і приймають імпульс від попередньої клітини, нервовий імпульс поширюється далі, йдучи від дендрити до ядро ніж до аксоні, нарешті, до термінал аксона коли імпульс передається наступному нейрону. Цей процес триває до тих пір, поки він не досягне цільової комірки.

Електрохімічний сигнал генерується завдяки руху іонів між внутрішньою і зовнішньою частиною плазматичної мембрани нейрона. Іони рухаються ззовні всередину, створюючи різницю потенціалів на мембрані. "Міст", яким ці іони проникають всередину клітини, - це трансмембранний білок, який називається потенціалкеровані іонні канали.

Ці потенціалкеровані канали контролюються електричною напругою, як формою відповіді на електричні стимули, іншими словами, ці канали не завжди відкриті для проходження іонів, вони відкриваються і закриваються лише при певних електричних стимулах.

Коли клітина не перебуває під впливом подразників, коли мембрана знаходиться в стані спокою, між внутрішньою і зовнішньою частиною нейрона підтримується різниця потенціалів. У стані спокою мембрана має потенціал -70 мВ, тобто негативний потенціал, тоді як зовнішня частина має позитивний потенціал. Ця різниця потенціалів називається мембранний потенціал спокою, і підтримується переважно іонами натрію та калію через натрій-калієвий насос.

Під впливом електричної напруги мембранна різниця потенціалів починає інвертуватись, натрієві канали відкриваються, дозволяючи багатьом іонам натрію потрапляти всередину клітини, миттєво повертаючи мембрану. деполяризованийабо, краще сказати, іони натрію перетворюють внутрішню ділянку мембрани на позитивну сітку. Цей рух деполяризації і є знаменитим потенціал діймембранний потенціал швидко зростає і падає. Потенціал зростає до +40 мВ за трохи більше ніж 2 мілісекунди і повертається до стану спокою менш ніж за 3 мілісекунди.

Потенціал дії не виникає у всьому нейроні відразу, деполяризація мембрани починається в дендритах, а потім по частинах доходить до ядра, яке незабаром деполяризується і повертається до потенціалу стану спокою.

Для відновлення мембранного потенціалу спокою натрієві канали закриваються, а потенціалкеровані калієві канали відкриваються, дозволяючи іонам калію потрапляти всередину клітини, реполяризуючи мембрану, перетворюючи внутрішню ділянку мембрани знову на негативно заряджену, а зовнішню - на позитивну. Натрієво-калієвий насос допомагає відновити потрібну кількість кожного іона всередині клітини, випускаючи три іони натрію на кожні два іони калію.

Ми можемо уявити це як синхронізований рух, від моменту реакції потенціалу дії до моменту відновлення стану спокою.

Цікаво, що якщо в аксоні ми маємо потенціалкеровані іонні канали, які генерують і поширюють нервовий імпульс, то в дендритах таких каналів не існує. У цих ділянках нейронів сигнал передається не потенціалом дії, а диференційований потенціал, a інша форма поширення сигналу, при якій масштаб сигналу збільшується по ходу, поки не перетвориться на потенціал дії на аксоні.

Зауважте, що іон натрію відповідає за поширення потенціалу дії, а калій - за відновлення стану спокою. Нестача цих іонів в організмі може спричинити проблеми з якістю та ефективністю потенціалу дії, тобто проблеми на синапсах і в проходженні інформації через нервову систему. Всі ці проблеми можуть спровокувати ускладнення та захворювання психічного здоров'я.

Наступним кроком буде передача нервового імпульсу до наступного нейрона. У просторі між двома нейронами, у синаптичній щілині, відбувається зовсім інше. Синаптична щілина - це дуже важливе місце для вивчення, адже саме тут вступає в дію багато різних нейромедіаторів, які активують новий сигнальний шлях за допомогою рецепторів, інших білків та іонів, окрім натрію і калію. Але це ми залишимо для наступного обговорення в статті Нервовий імпульс ЧАСТИНА 2 - Синаптична щілина.

Вам сподобалися інфографіки в цій статті? Ви можете використовувати Mind the Graph і теж зробити зображення інформативними. Отримати за адресою Mind the Graph і погляньте на галерея ілюстраційє в наявності неврологія і біохімія ілюстрації, і якщо вам потрібна будь-яка допомога, будь ласка зв'яжіться з нами!

Нервові імпульси ЧАСТИНА 1 - Потенціал дії

Підпишіться на нашу розсилку

Про Фабріціо Памплону