Kaj je NERVNI IMPULZ in kako se širi

Živčni impulz Je elektrokemični signal, s katerim komunicirajo nevroni. Zahvaljujoč temu živčnemu impulzu nevroni v celoti prenašajo informacije živčni sistem. V tej lekciji učitelja bomo videli kaj je živčni impulz, kako je ustvarjen in kakoširi se vzdolž nevrona in med nevroni. Odkrili bomo tudi temeljno vlogo celične membrane nevronov v celotnem procesu.

Živčni impulz je majhen izpust električne energije, ki nastaja v nevronska soma, se prenaša skozi akson do konca terminala, kjer je sinaptični gumbi.

Živčni impulz je a kratek in močan signal ki se širi v enosmerno (ne more nazaj). Je valelektrična energija ki prejme ime akcijski potencial.

Električna energija je energija, ki jo ustvarjajo sile privlačenja ali odbijanja med nabitimi delci. V nevronih so nabiti delci, ki ustvarjajo električno energijo, ioni, prisotni v citoplazmi in zunajceličnem okolju. Celična membrana nevrona je odgovorna za generiranje živčnega impulza.

The celične membrane nevronov Zaradi teh lastnosti so sposobni ustvariti živčni impulz (električno energijo):

• Celične membrane so polprepustnaZ drugimi besedami, nekaterim snovem omogočajo prehod, medtem ko so ovira za večino spojin. To omogoča, da se sestava notranjega okolja celice (citoplazma) popolnoma razlikuje od okolja, ki obkroža celico (zunajcelično okolje).
• Membrane imajo ionski kanali (transmembranski proteini), ki omogočajo prehod določenih ionov. Ti so lahko odprti ali zaprti.

V primeru nevronskih membran najdemo posebno vrsto ionskega kanala, ki se odpira ali zapira glede na električne spremembe, ki jih membrana pretrpi. So napetostno usmerjeni ionski kanali. Te značilnosti omogočajo neenakomerno porazdelitev pozitivnih in negativnih ionov na obeh straneh membrane. Ustvarjanje polja sil, ki dobi ime Membranski potencial ali napetost.

Membrane nevronov lahko spremenijo svoj membranski potencial s prenosom ionov skozi ionske kanale. Te spremembe se spremenijo v sproščanje energije.

Thepotencial počitka je membranski potencial (napetost) nevrona v mirovanju. Ta potencial je nekoliko negativen. To pomeni, da se na zunanji strani celice kopiči več pozitivnih ionov kot znotraj.

Negativna vrednost potenciala počitka je posledica aktivnosti Natrijevo-kalijeva črpalka. Ta ionski kanal črpa 3 natrijeve katione (Na⁺), medtem ko črpa 2 kalijeva iona (K⁺) navznoter.

Ko a dendrit (podaljški nevronske some) prejme dražljaj Spremembe v membranskem potencialu se pojavijo na območju, ki je prejelo dražljaj. Ta majhna sprememba potenciala povzroči nenadno in nenadno spremembo membranskega potenciala. Je klic akcijski potencial ali električni impulz, ki je sestavljen iz niza ionskih tokov skozi membrano, ki sproščajo električno energijo (kot majhen izpust).

Akcijski potencial ali živčni impulz ima več faz:

Depolarizacija

Začetna faza živčnega impulza. Majhna sprememba potenciala (napetosti), ki jo povzroči dražljaj, odpira Na kanale⁺ odvisni od napetosti, ki so občutljive na te spremembe.

Pojavi se ogromen dotok ionov Na⁺ prek teh kanalov. Hkrati Na črpalka⁺/ K⁺ preneha delovati in preprečuje izstop teh ionov.

Kot posledica teh dveh procesov membranski potencial postane pozitiven. Zdaj je v celici več pozitivnih nabojev kot v zunanjem okolju. Polarnost membrane je bila obrnjena glede na mirovalno celico in zdaj je notranji obraz pozitivnejši od zunanjega.

Hiperolarizacija

Depolarizacija membrane povzroči zaprtje napetostnih kanalov in Na⁺ množično preneha vstopati v celico. Vendar K kanali⁺ so odprti. Ti kanali omogočajo izhod večje količine K-ionov⁺ na celično zunanjost. Ta ogromen odtok K + povzroči, da se membrana ponovno polarizira. Notranja površina membrane ponovno postane negativna z nakopičenjem negativnih nabojev, večjih od tistih, ki jih predstavlja v pogojih mirovanja.

Repolarizacija

V zadnji fazi akcijskega potenciala membrana obnovi pogoje mirovanja z aktiviranjem črpalke Na + / K +, da obnovi porazdelitev nabojev, značilnih za stanje mirovanja. Tako se oddajanje električnega impulza konča in membrana ostane v stanju mirovanja, pripravljena na odziv na prihod novega dražljaja.

Na koncu bomo odkrili, kako se širi živčni impulz, in tako boste končali razumevanje lekcije v celoti.

1. Kako se akcijski potencial prenaša v nevronu

V nevronih, ki se enkrat ustvarijo v nevronskih somah, se akcijski potencial (električni impulz) premika vzdolž akson, dokler ne doseže terminalov (sinaptičnih gumbov), kjer bo povzročil izpust nevrotransmiterjev v vesolje sinaptični.

Akcijski potencial, ustvarjen na točki membrane, ki sprejme dražljaj, povzroči podobne spremembe v sosednjem fragmentu membrane, preden izgine.

Na ta način se verižna reakcija ki poteka skozi celoten akson do njegovih najbolj oddaljenih koncev.

Prenos akcijskega potenciala se zgodi po zakonu vsega ali nič. Zato ostane akcijski potencial stalen na celotni poti aksona.

Hitrost prenosa

Mielinska ovojnica je lipidna obloga, ki prekriva akson v večini nevronov pri sesalcih. Ta prevleka zavije živčna vlakna, ki zagotavljajo električno izolacijo. Ta mielinska ovojnica je sestavljena iz Schwannovih celic ali oligodendrocitov, ki obkrožajo akson nevrona. Mielinska prevleka ni neprekinjena, ampak jo prekinjajo kratek nemelinizirani prostori, imenovani Ranvierjevi vozlički.

Ranvierjevi vozli so edini fragmenti membrane, ki so v stiku z zunajcelično tekočino mielinskih nevronov; koncentrirajo natrijev in kalijev kanal, skozi katerega poteka ionska izmenjava, ki je značilna za akcijski potencial.

Odvisno od tega, ali so nevroni mielinirani ali ne, je hitrost prenosa različna:

• V nemijeliniziranih nevronih (brez mielinske ovojnice) se prenos električnega impulza izvaja po celotni dolžini aksona in je razmeroma počasen proces.
• V mieliniranih nevronih prenos dražljaja pride iz način skoka, to je pri skokih med enim Ranvierjevim vozliščem in znatno povečanjem hitrosti prenosa električnega impulza. Skokni prenos ima poleg povečanja hitrosti prenosa tudi to prednost, da je na energijski ravni bolj ekonomičen.

2. Kako se akcijski potencial prenaša med nevroni

Nevroni komunicirajo med seboj prek specializiranih medceličnih stikov, imenovanih sinapsi.

V sinapsi se mora transformirati električni impulz (akcijski potencial), ki potuje po nevronu prehodno v kemičnem signalu, da lahko premosti majhen prostor sinaptične špranje, ki ločuje dva nevrona.

Ko električni impulz, ki potuje vzdolž oddajajočega nevrona, doseže enega od sinaptičnih gumbov na koncu aksona; pride do sproščanja kemičnih sel v sinaptični prostor, shranjenih v mehurčkih sinaptičnih gumbov.

Te molekule dosežejo svoj cilj skozi sinaptični prostor in se vežejo na dendritne receptorje receptorskega nevrona.

Ta zveza sproži nov električni signal v sprejemnem nevronu in tako širi živčni impulz. Ta prenos informacij je znan kot sinaptični prenos.