Cos'è l'IMPULSO NERVOSO e come si diffonde

Impulso nervoso è il segnale elettrochimico con cui comunicano i neuroni. Grazie a questo impulso nervoso, i neuroni trasmettono informazioni ovunque il sistema nervoso. In questa lezione di un INSEGNANTE vedremo cos'è l'impulso nervoso?, come viene generato e comesi diffonde lungo un neurone e tra i neuroni. Scopriremo anche il ruolo fondamentale della membrana cellulare dei neuroni in tutto questo processo.

L'impulso nervoso è una piccola scarica di energia elettrica che si genera nel neurone soma, viene trasmesso in tutto il assone alle estremità terminali, dove il pulsanti sinaptici.

L'impulso nervoso è a segnale breve e forte che si diffonde in modo unidirezionale (non può tornare indietro). È un ondata dienergia elettrica che riceve il nome di potenziale d'azione.

L'energia elettrica è l'energia generata dalle forze di attrazione o repulsione tra particelle cariche. Nei neuroni, le particelle cariche che generano energia elettrica sono gli ioni presenti nel citoplasma e nell'ambiente extracellulare. La membrana cellulare del neurone è responsabile della generazione dell'impulso nervoso.

Il membrane cellulari dei neuroni Sono in grado di generare l'impulso nervoso (energia elettrica) grazie a queste proprietà:

• Le membrane cellulari sono semipermeabileIn altre parole, permettono solo ad alcune sostanze di passare mentre sono una barriera per la maggior parte dei composti. Ciò rende possibile che la composizione dell'ambiente interno della cellula (citoplasma) sia totalmente diversa da quella dell'ambiente che circonda la cellula (ambiente extracellulare).
• Le membrane hanno canali ionici (proteine ​​transmembrana) che permettono il passaggio di ioni specifici. Questi possono essere aperti o chiusi.

Nel caso delle membrane neuronali, troviamo uno speciale tipo di canale ionico che si apre o si chiude a seconda dei cambiamenti elettrici subiti dalla membrana. Sono canali ionici voltaggio-dipendenti. Queste caratteristiche consentono una distribuzione non uniforme di ioni positivi e negativi su entrambi i lati della membrana. Generazione di un campo di forze che prende il nome di Potenziale di membrana o tensione.

Le membrane dei neuroni sono in grado di modificare il loro potenziale di membrana trasportando ioni attraverso canali ionici. Questi cambiamenti si traducono in rilascio di energia.

Ilpotenziale di riposo è il potenziale di membrana (tensione) di un neurone a riposo. Questo potenziale è leggermente negativo. Ciò significa che all'esterno della cellula si accumulano più ioni positivi che all'interno.

Il valore negativo del potenziale di riposo è dovuto all'attività del Pompa sodio-potassio. Questo canale ionico pompa 3 cationi di sodio (Na⁺) fuori dalla cellula, pompando 2 ioni potassio (K⁺) verso l'interno.

Quando un dendrite (estensioni del soma neuronale) riceve uno stimolo le variazioni del potenziale di membrana si verificano nell'area che ha ricevuto lo stimolo. Questo piccolo cambiamento di potenziale provoca un cambiamento improvviso e brusco nel potenziale di membrana. è la chiamata? potenziale d'azione o impulso elettrico che consiste in una serie di correnti ioniche attraverso la membrana che rilasciano energia elettrica (come una piccola scarica).

Il potenziale d'azione o impulso nervoso ha diverse fasi:

Depolarizzazione

Fase iniziale dell'impulso nervoso. La piccola variazione di potenziale (tensione) prodotta dallo stimolo apre i canali del Na⁺ dipendenti dalla tensione, che sono sensibili a questi cambiamenti.

Si verifica il massiccio afflusso di ioni Na⁺ attraverso questi canali. Allo stesso tempo la pompa Na Na⁺/ K⁺ smette di funzionare impedendo l'uscita di questi ioni.

Come conseguenza di questi due processi, il potenziale di membrana diventa positivo. Ora ci sono più cariche positive all'interno della cellula che nell'ambiente esterno. La polarità della membrana è stata invertita rispetto alla cellula a riposo e ora la faccia interna è più positiva della faccia esterna.

Iperolarizzazione

La depolarizzazione della membrana provoca la chiusura dei canali voltaggio-dipendenti e il Na⁺ smette di entrare in massa nella cellula. Tuttavia i canali K⁺ sono aperti. Questi canali consentono l'uscita di una grande quantità di ioni K⁺ all'esterno cellulare. Questo massiccio deflusso di K + fa sì che la membrana si polarizza nuovamente. La faccia interna della membrana ridiventa negativa con un accumulo di cariche negative maggiore di quello che presenta in condizioni di riposo.

Ripolarizzazione

Nell'ultima fase del potenziale d'azione, la membrana recupera le sue condizioni di riposo attivando la pompa Na+/K+ per ripristinare la distribuzione delle cariche tipica dello stato di riposo. Termina così l'emissione dell'impulso elettrico e la membrana rimane in uno stato di quiete, pronta a reagire all'arrivo di un nuovo stimolo.

Infine, scopriremo come si diffonde l'impulso nervoso e che, così, finisci di comprendere appieno la lezione.

1. Come si trasmette il potenziale d'azione nel neurone

Nei neuroni, una volta generato nel soma neuronale, il potenziale d'azione (impulso elettrico) si sposta lungo il assone fino a raggiungere i terminali (pulsanti sinaptici) dove provocherà il rilascio di neurotrasmettitori nello spazio sinaptico.

Il potenziale d'azione generato nel punto della membrana che riceve lo stimolo, provoca cambiamenti simili nel frammento di membrana adiacente prima di scomparire.

In questo modo, a reazione a catena che attraversa l'intero assone fino alle sue terminazioni più lontane.

La trasmissione del potenziale d'azione avviene per la legge del tutto o niente. Pertanto, il potenziale d'azione rimane costante durante l'intero percorso dell'assone.

Velocità di trasmissione

La guaina mielinica è un rivestimento lipidico che riveste l'assone nella maggior parte dei neuroni dei mammiferi. Questo rivestimento avvolge le fibre nervose fornendo isolamento elettrico. Questa guaina mielinica è costituita da cellule di Schwann o oligodendrociti che circondano l'assone del neurone. La copertura mielinica non è continua, ma è interrotta da brevi spazi amielinizzati chiamati Noduli di Ranvier.

I noduli di Ranvier sono gli unici frammenti di membrana a contatto con il fluido extracellulare dei neuroni mielinici; concentrano i canali del sodio e del potassio attraverso i quali avviene lo scambio ionico che caratterizza il potenziale d'azione.

A seconda che i neuroni siano mielinizzati o meno, la velocità di trasmissione è diversa:

• Nei neuroni non mielinizzati (senza guaina mielinica) la trasmissione dell'impulso elettrico avviene lungo l'intera lunghezza dell'assone, essendo un processo relativamente lento.
• Nei neuroni mielinizzati la trasmissione dello stimolo avviene da modalità salto, cioè nei salti tra un nodo di Ranvier e il successivo, aumentando notevolmente la velocità di trasmissione dell'impulso elettrico. Oltre ad aumentare la velocità di trasmissione, la trasmissione a salto ha il vantaggio di essere più economica a livello energetico.

2. Come si trasmette il potenziale d'azione tra i neuroni

I neuroni comunicano tra loro attraverso giunzioni intercellulari specializzate chiamate sinapsi.

Alla sinapsi, l'impulso elettrico (potenziale d'azione) che viaggia in un neurone deve trasformarsi transitoriamente in un segnale chimico per poter colmare il piccolo spazio della fessura sinaptica che separa il due neuroni.

Quando l'impulso elettrico, che viaggia lungo il neurone emittente, raggiunge uno dei pulsanti sinaptici all'estremità dell'assone; c'è il rilascio nello spazio sinaptico di messaggeri chimici immagazzinati nelle vescicole del bottone sinaptico.

Queste molecole raggiungono la loro destinazione attraverso lo spazio sinaptico e si legano ai recettori dendriti del neurone recettore.

Questa unione innesca un nuovo segnale elettrico nel neurone ricevente, diffondendo così l'impulso nervoso. Questa trasmissione di informazioni è nota come trasmissione sinaptica.