Що таке НЕРВНИЙ ІМПУЛЬС і як він поширюється

Нервовий імпульс Це електрохімічний сигнал, за допомогою якого нейрони взаємодіють. Завдяки цьому нервовому імпульсу нейрони передають інформацію на всьому протязі нервова система. На цьому уроці від ВЧИТЕЛЯ ми побачимо що таке нервовий імпульс, як це генерується і яквоно поширюється уздовж нейрона і між нейронами. Ми також виявимо фундаментальну роль клітинної мембрани нейронів у всьому цьому процесі.

Нервовий імпульс - це невеликий розряд електричної енергії, що генерується в нейрон сома, передається по всьому аксон до кінця терміналу, де синаптичні кнопки.

Нервовий імпульс - це короткий і сильний сигнал що поширюється односпрямовано (не може повернутися назад). Це хвиляелектроенергія який отримує назву потенціал дії.

Електрична енергія - це енергія, що генерується силами притягання або відштовхування між зарядженими частинками. У нейронах зарядженими частинками, що генерують електричну енергію, є іони, присутні в цитоплазмі та позаклітинному середовищі. Клітинна мембрана нейрона відповідає за генерацію нервового імпульсу.

instagram story viewer

клітинні мембрани нейронів Вони здатні генерувати нервовий імпульс (електричну енергію) завдяки цим властивостям:

• Клітинні мембрани є напівпроникнийІншими словами, вони пропускають лише деякі речовини, тоді як вони є бар’єром для більшості сполук. Це робить можливим, що склад внутрішнього середовища клітини (цитоплазми) може повністю відрізнятися від складу середовища, яке оточує клітину (позаклітинне середовище).
• Мембрани мають іонні канали (трансмембранні білки), що дозволяють пропускати специфічні іони. Вони можуть бути відкритими або закритими.

У випадку з нейронними мембранами ми знаходимо особливий тип іонного каналу, який відкривається або закривається в залежності від електричних змін, які зазнає мембрана. Вони є напружені іонні канали. Ці характеристики дозволяють нерівномірно розподілити позитивні та негативні іони по обидва боки мембрани. Формування поля сил, яке отримує назву Мембранний потенціал або напруги.

Мембрани нейронів здатні змінювати свій мембранний потенціал, транспортуючи іони через іонні канали. Ці зміни перетворюються на виділення енергії.

потенціал відпочинку - мембранний потенціал (напруга) нейрона в стані спокою. Цей потенціал трохи негативний. Це означає, що більше позитивних іонів накопичується на зовнішній стороні клітини, ніж на внутрішній.

Негативне значення потенціалу спокою зумовлене активністю Натрієво-калієвий насос. Цей іонний канал перекачує 3 катіона натрію (Na⁺) з клітини, відкачуючи при цьому 2 іони калію (K⁺) всередину.

Коли a дендрит (розширення нейронної соми) отримує стимул Зміни мембранного потенціалу відбуваються в області, яка отримала стимул. Ця невелика зміна потенціалу спричиняє раптову і різку зміну мембранного потенціалу. Це дзвінок потенціал дії або електричний імпульс, який складається з ряду іонних струмів через мембрану, що виділяють електричну енергію (у вигляді невеликого розряду).

Потенціал дії або нервовий імпульс має кілька фаз:

Деполяризація

Початкова фаза нервового імпульсу. Невелика зміна потенціалу (напруги), що виробляється подразником, відкриває Na-канали⁺ напруги, які чутливі до цих змін.

Відбувається масивний приплив іонів Na⁺ через ці канали. Одночасно насос Na⁺/ К⁺ він перестає працювати, перешкоджаючи виходу цих іонів.

Як наслідок цих двох процесів мембранний потенціал стає позитивним. Зараз всередині клітини більше позитивних зарядів, ніж у зовнішньому середовищі. Полярність мембрани була змінена щодо клітини, що перебуває в стані спокою, і тепер внутрішня грань позитивніша, ніж зовнішня.

Гіпероляризація

Деполяризація мембрани викликає закриття напружених каналів і Na⁺ він перестає масово потрапляти в клітину. Однак K-канали⁺ вони відкриті. Ці канали забезпечують вихід великої кількості іонів K⁺ до клітинної зовнішності. Цей масивний відтік K + змушує мембрану знову поляризуватися. Внутрішня грань мембрани знову стає негативною з накопиченням негативних зарядів, більших за ті, які вона представляє в умовах спокою.

Реполяризація

На останній фазі потенціалу дії мембрана відновлює свої умови спокою, активуючи насос Na + / K +, щоб відновити розподіл зарядів, типовий для стану спокою. Таким чином, випромінювання електричного імпульсу закінчується, і мембрана залишається у стані спокою, готова реагувати на надходження нового подразника.

Нарешті, ми збираємось виявити, як поширюється нервовий імпульс, і таким чином ви закінчите розуміти урок у повній мірі.

1. Як передається потенціал дії в нейроні

У нейронах, що генеруються в нейрональних сомах, потенціал дії (електричний імпульс) рухається вздовж аксон, поки не дійде до терміналів (синаптичних кнопок), де він спричинить вивільнення нейромедіаторів у космос синаптичний.

Потенціал дії, що генерується в точці мембрани, яка приймає подразник, викликає подібні зміни у сусідньому фрагменті мембрани до зникнення.

Таким чином, a ланцюгова реакція який проходить через весь аксон до його найдальших закінчень.

Передача потенціалу дії відбувається за законом всього або нічого. Отже, потенціал дії залишається незмінним протягом усього шляху аксона.

Швидкість передачі

Мієлінова оболонка - це ліпідний покрив, який вистилає аксон у більшості нейронів ссавців. Це покриття обволікає нервові волокна, забезпечуючи електричну ізоляцію. Ця мієлінова оболонка складається з клітин Швана або олігодендроцитів, які оточують аксон нейрона. Мієлінове покриття не є суцільним, але переривається короткими немієлінізованими просторами Вузли Ранв'є.

Вузли Ранв’є - це єдині фрагменти мембрани, що контактують із позаклітинною рідиною нейронів мієліну; вони концентрують натрієвий і калієвий канали, через які відбувається іонообмін, що характеризує потенціал дії.

Залежно від того, мієліновані нейрони чи ні, швидкість передачі різна:

• У немієлінованих нейронах (без мієлінової оболонки) передача електричного імпульсу здійснюється по всій довжині аксона, будучи відносно повільним процесом.
• У мієлінованих нейронах передача подразника відбувається від режим стрибка, тобто при стрибках між одним вузлом Ранв'є і наступним, значно збільшуючи швидкість передачі електричного імпульсу. Окрім збільшення швидкості передачі, стрибкова передача має ту перевагу, що є більш економічною на енергетичному рівні.

2. Як передається потенціал дії між нейронами

Нейрони спілкуються між собою за допомогою спеціалізованих міжклітинних зв’язків синапс.

У синапсі електричний імпульс (потенціал дії), який рухається нейроном, повинен трансформуватися тимчасово в хімічному сигналі, щоб мати змогу перекрити невеликий простір синаптичної щілини, що розділяє два нейрони.

Коли електричний імпульс, який рухається вздовж випромінюючого нейрона, досягає однієї із синаптичних кнопок на кінці аксона; відбувається викид у синаптичний простір хімічних месенджерів, що зберігаються у везикулах синаптичної кнопки.

Ці молекули досягають місця призначення через синаптичний простір і зв’язуються з дендритними рецепторами рецепторного нейрона.

Цей союз запускає новий електричний сигнал в приймальному нейроні, поширюючи таким чином нервовий імпульс. Ця передача інформації відома як синаптична передача.