Co je NERVOUS IMPULSE a jak se šíří

Nervový impuls Je to elektrochemický signál, kterým neurony komunikují. Díky tomuto nervovému impulsu přenášejí neurony informace v celém rozsahu nervózní systém. V této lekci od UČITELE uvidíme co je nervový impuls, jak se generuje a jakšíří se podél neuronu a mezi neurony. Objevíme také základní roli buněčné membrány neuronů v celém tomto procesu.

Nervový impuls je malý výboj elektrické energie, který je generován v neuron soma, se přenáší skrz axon na terminál končí, kde synaptická tlačítka.

Nervový impuls je a krátký a silný signál který se šíří jednosměrně (nemůže se vrátit). Je to vlnaelektrická energie který dostává jméno akční potenciál.

Elektrická energie je energie generovaná silami přitahování nebo odpuzování mezi nabitými částicemi. V neuronech jsou nabité částice, které generují elektrickou energii, ionty přítomné v cytoplazmě a extracelulárním prostředí. Buněčná membrána neuronu je zodpovědná za generování nervového impulsu.

The buněčné membrány neuronů Jsou schopné generovat nervový impuls (elektrickou energii) díky těmto vlastnostem:

• Buněčné membrány jsou polopropustnýJinými slovy, umožňují pouze průchod některých látek, zatímco jsou bariérou pro většinu sloučenin. To umožňuje, aby složení vnitřního prostředí buňky (cytoplazma) bylo zcela odlišné od složení prostředí obklopujícího buňku (extracelulární prostředí).
• Membrány mají iontové kanály (transmembránové proteiny), které umožňují průchod specifických iontů. Mohou být otevřené nebo uzavřené.

V případě neuronových membrán najdeme speciální typ iontového kanálu, který se otevírá nebo zavírá v závislosti na elektrických změnách, které membrána zažívá. Oni jsou napěťově řízené iontové kanály. Tyto vlastnosti umožňují nerovnoměrné rozložení kladných a záporných iontů na obou stranách membrány. Generování pole sil, které přijímá název Membránový potenciál nebo napětí.

Membrány neuronů jsou schopné měnit svůj membránový potenciál transportem iontů přes iontové kanály. Tyto změny se promítají do uvolňování energie.

Theklidový potenciál je membránový potenciál (napětí) neuronu v klidu. Tento potenciál je mírně negativní. To znamená, že více kladných iontů se hromadí na vnější straně buňky než na vnitřní straně.

Záporná hodnota klidového potenciálu je způsobena aktivitou Sodno-draselné čerpadlo. Tento iontový kanál pumpuje 3 sodné kationty (Na⁺) z buňky, zatímco čerpá 2 ionty draslíku (K.⁺) dovnitř.

Když dendrit (rozšíření neuronální soma) dostává podnět ke změnám v membránovém potenciálu dochází v oblasti, kde byl podnět přijat. Tato malá změna potenciálu způsobí náhlou a náhlou změnu potenciálu membrány. Je to volání akční potenciál nebo elektrický impuls, který se skládá ze série iontových proudů přes membránu, které uvolňují elektrickou energii (jako malý výboj).

Akční potenciál nebo nervový impuls má několik fází:

Depolarizace

Počáteční fáze nervového impulsu. Malá změna potenciálu (napětí) produkovaná stimulem otevírá Na kanály⁺ závislé na napětí, které jsou na tyto změny citlivé.

Nastává masivní příliv iontů Na⁺ prostřednictvím těchto kanálů. Zároveň čerpadlo Na⁺/ K.⁺ přestává fungovat a brání úniku těchto iontů.

V důsledku těchto dvou procesů se membránový potenciál stává pozitivním. Nyní je uvnitř buňky více kladných nábojů než ve vnějším prostředí. Polarita membrány byla obrácena vzhledem k buňce v klidu a nyní je vnitřní strana pozitivnější než vnější strana.

Hyperolarizace

Depolarizace membrány způsobí uzavření napěťově řízených kanálů a Na⁺ přestane hromadně vstupovat do buňky. Nicméně kanály K.⁺ jsou otevřené. Tyto kanály umožňují výstup velkého množství iontů K.⁺ do buněčného exteriéru. Tento masivní odtok K + způsobuje opětnou polarizaci membrány. Vnitřní povrch membrány se opět stává záporným s hromaděním záporných nábojů větším, než jaké představuje za klidových podmínek.

Repolarizace

V poslední fázi akčního potenciálu membrána obnoví své klidové podmínky aktivací čerpadla Na + / K +, aby obnovila distribuci nábojů spojených s klidovým stavem. Emise elektrického impulsu tedy končí a membrána zůstává v klidovém stavu, připravena reagovat na příchod nového podnětu.

Nakonec zjistíme, jak se šíří nervový impuls, a tím dokončíte pochopení lekce naplno.

1. Jak se akční potenciál přenáší v neuronu

V neuronech, jakmile se vytvoří v neuronální somě, se akční potenciál (elektrický impuls) pohybuje podél axon, dokud nedosáhne terminálů (synaptických tlačítek), kde způsobí uvolnění neurotransmiterů do vesmíru synaptický.

Akční potenciál generovaný v bodě membrány, která přijímá stimul, způsobuje podobné změny v sousedním fragmentu membrány, než zmizí.

Tímto způsobem a řetězová reakce který prochází celým axonem až do jeho nejvzdálenějších zakončení.

K přenosu akčního potenciálu dochází zákonem všeho nebo nic. Akční potenciál tedy zůstává konstantní po celé dráze axonu.

Přenosová rychlost

Myelinové pouzdro je lipidový obal, který lemuje axon ve většině neuronů u savců. Tento povlak obklopuje nervová vlákna zajišťující elektrickou izolaci. Toto myelinové pouzdro je tvořeno Schwannovými buňkami nebo oligodendrocyty, které obklopují axon neuronu. Myelinová pokrývka není spojitá, ale je přerušena krátkými nemyelinovanými mezerami Ranvierovy uzliny.

Ranvierovy uzliny jsou jedinými fragmenty membrány, které jsou v kontaktu s extracelulární tekutinou myelinových neuronů; koncentrují sodíkové a draselné kanály, kterými probíhá iontová výměna, která charakterizuje akční potenciál.

V závislosti na tom, zda jsou neurony myelinizované nebo ne, je přenosová rychlost odlišná:

• V nemyelinovaných neuronech (bez myelinového pláště) se přenos elektrického impulzu provádí po celé délce axonu, což je relativně pomalý proces.
• V myelinizovaných neuronech k přenosu stimulu dochází od skokový režim, to znamená při skokech mezi jedním Ranvierovým uzlem a dalším, což značně zvyšuje rychlost, při které se přenáší elektrický impuls. Kromě zvýšení přenosové rychlosti má skokový přenos tu výhodu, že je ekonomičtější na energetické úrovni.

2. Jak se akční potenciál přenáší mezi neurony

Neurony spolu komunikují prostřednictvím specializovaných mezibuněčných spojů nazývaných synapse.

Na synapse se musí transformovat elektrický impuls (akční potenciál), který prochází neuronem přechodně v chemickém signálu, aby bylo možné překlenout malý prostor synaptické štěrbiny, který odděluje dva neurony.

Když elektrický impuls, který se pohybuje podél emitujícího neuronu, dosáhne jednoho ze synaptických tlačítek na konci axonu; dochází k uvolňování chemických poslů uložených ve synaptických knoflíkových váčcích do synaptického prostoru.

Tyto molekuly dosáhnou svého cíle přes synaptický prostor a váží se na dendritické receptory receptorového neuronu.

Toto spojení spouští nový elektrický signál v přijímajícím neuronu, čímž šíří nervový impuls. Tento přenos informací je znám jako synaptický přenos.