NERVU IMPULSS: RAKSTUROJUMS, STADIJAS, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Nervu impulsu ir virkne darbības potenciālu (AP), kas notiek pa AXON un citu elektriski uzbudināms šūnām (muskuļu un dziedzeru). Principā tas notiek, kad ziņojums tiek pārraidīts no viena neirona uz otru vai no neirona uz efektora orgānu saņemta ārēja vai iekšēja stimula dēļ.

Ziņojums būtībā ir elektrisks signāls, kas tiek ģenerēts dendritos vai neirona ķermenī un nonāk līdz aksona galam, kur tiek pārraidīts signāls. Šis darbības potenciāls ir primārais elektriskais signāls, ko rada nervu šūnas, neironi, un to izraisa membrānas caurlaidības izmaiņas specifiskiem joniem.

Avots: pixabay.com

Caurlaidību kinētika un sprieguma atkarība no noteiktiem joniem sniedz pilnīgu paskaidrojumu par darbības potenciāla veidošanos.

raksturojums

Pēc tam darbības potenciāls ir eksplozīva parādība, kas bez nervu šķiedrām izplatīsies bez samazinājuma. Aksons vada AP no tā izcelšanās punkta, kas ir smailes ierosināšanas zona (neirona aksiskā konusa tuvumā), līdz aksonālajiem spailēm.

Tāpēc neironi ir šūnas, kas specializējas stimulu saņemšanā un impulsu pārraidē. Neironu un citu uzbudināmo šūnu aktīvās elektriskās reakcijas ir atkarīgas no specializētu olbaltumvielu, kas pazīstamas kā ar spriegumu jonu kanāli, klātbūtnes šūnu membrānā.

Lai ģenerētu nervu impulsu, neirona membrānā obligāti jānotiek izmaiņām, kas stiepjas pa visu aksonu. Elektroķīmiskā atšķirība starp šūnu citoplazmu un ārpusšūnu vidi ļauj radīt potenciālu starpību abās membrānas pusēs.

Izmērot šo elektroķīmiskā potenciāla atšķirību membrānā un ārpus tās, mēs novērojam atšķirību aptuveni -70mV. Šajā ziņā neironu membrānas iekšējā puse ir negatīva attiecībā pret ārējo pusi, kad nav stimula.

Jonu kanāli un to nozīme

Jonu kanāli, kuriem ir spriegums, ļauj joniem pārvietoties pa membrānu, reaģējot uz membrānas elektriskā lauka izmaiņām. Neironā pastāv vairāki jonu kanālu veidi, no kuriem katrs ļaus iziet noteiktu jonu sugu.

Šie kanāli nav vienmērīgi sadalīti membrānā. Tomēr aksonālajā membrānā mēs varam atrast ātras darbības kanālus Na + un K +, savukārt aksonu terminālā mēs atrodam Ca + kanālus.

K + kanāli ir atbildīgi par elektriski uzbudināmo šūnu miera stāvokļa uzturēšanu gadījumos, kad nav stimulu, lai izraisītu AP - parādību, ko sauc par pasīvām membrānas potenciāla izmaiņām.

Kamēr Na + kanāli reaģē ātri, iejaucoties membrānas depolarizācijā, rodas PA vai aktīvas membrānas potenciāla izmaiņas.

No otras puses, kaut arī Ca + kanāli depolarizācijas laikā atveras lēnāk, tiem ir galvenā loma elektrisko signālu izplatīšanā un neirotransmitera signālu atbrīvošanā sinapsēs.

Bioelementi, kas piedalās neirona uzbudināmībā

Impulss rodas asimetrijas dēļ bioelementu un biomolekulu koncentrācijā starp citoplazmu un ārpusšūnu barotni. Svarīgākie joni, kas piedalās neirona uzbudināmībā, ir Na +, K +, Ca2 + un Cl-.

Ir arī daži organiski anjoni un olbaltumvielas, kas atrodas tikai starpšūnu šķidrumā un nevar to atstāt, jo plazmas membrāna ir necaurlaidīga šiem komponentiem.

Ārpus šūnas ir augstāka jonu koncentrācija, piemēram, Na + (10 reizes vairāk) un Cl-, un iekšpusē līdz 30 reizēm vairāk K + un liels daudzums organisko anjonu (olbaltumvielu), kas citoplazmā rada negatīvu lādiņu.

Tiklīdz ir atvērti spriegumam jutīgie Na + un K + kanāli, sprieguma izmaiņas tiks pārnestas uz zonām, kas atrodas blakus membrānai, un izraisīs spriegumam jutīgu komponentu atvēršanu šajās zonās un sprieguma maiņas pārnešanu citiem. vistālākās nozares.

Pēc Na + un K + kanālu slēgšanas vārti uz īsu brīdi tiek deaktivizēti, kas nozīmē, ka impulss nevar atgriezties.

Darbības potenciālās atkarības

Pēc tam darbības potenciāla radīšana ir atkarīga no trim būtiskiem elementiem:

Pirmkārt, jonu aktīvā transportēšana ar specifiskiem membrānas proteīniem. Tas rada nevienmērīgu jonu sugas vai vairāku koncentrāciju abās tās pusēs.

Otrkārt, nevienmērīgs jonu sadalījums ģenerē elektroķīmisko gradientu pāri membrānai, kas rada potenciālās enerģijas avotu.

Visbeidzot, vārtu jonu kanāli, kas ir selektīvi konkrētām jonu sugām, ļauj jonu straumēm plūst caur šiem membrānu aptverošajiem kanāliem ar elektroķīmisko gradientu palīdzību.

Posmi

Atpūtas potenciāls

Kad darbības potenciāls netiek pārraidīts, neirona membrāna atrodas miera stāvoklī. Šajā gadījumā starpšūnu šķidrums (citoplazma) un ārpusšūnu šķidrums satur dažādas neorganisko jonu koncentrācijas.

Tā rezultātā membrānas ārējam slānim ir pozitīva lādiņa, bet iekšējam slānim - negatīva maksa, kas nozīmē, ka miera stāvoklī esošā membrāna ir "polarizēta". Šī atpūtas potenciāla vērtība ir -70mv, tas ir, potenciāls šūnas iekšienē ir par 70 mV negatīvāks nekā ārpusšūnu potenciāls.

Na + ievadīšana un K + izeja šūnā parasti pastāv koncentrācijas gradienta (aktīvā transporta) ietekmē. Tā kā ārpus šūnas ir vairāk Na +, tai ir tendence iekļūt un, tā kā šūnā ir vairāk K +, tai ir tendence iziet, lai izlīdzinātu tās koncentrāciju abās membrānas pusēs.

Atšķirīgo jonu koncentrāciju uztur membrānas olbaltumvielu darbība, ko sauc par "nātrija un kālija sūkni". Lai saglabātu potenciālo starpību, Na + un K + pumpis noņem no šūnas 3 Na + jonus uz katriem diviem ievadītajiem K +.

Nervu impulsu veidošanās

Kad stimuls tiek parādīts neironu membrānas receptoru zonā, rodas ģenerēšanas potenciāls, kas palielina Na + caurlaidību membrānā.

Ja šis potenciāls pārsniedz uzbudināmības slieksni, kas ir no -65 līdz -55 mV, tiek ģenerēts nervu impulss un Na + tiek ievadīts tik ātri, ka pat Na + un K + pumpis tiek deaktivizēts.

Masveida pozitīvi lādēta Na + pieplūdums izraisa iepriekš minēto elektrisko lādiņu apgriezšanos. Šī parādība ir pazīstama kā membrānas depolarizācija. Pēdējais apstājas pie aptuveni 40 mv.

Sasniedzot slieksni, vienmēr tiek ģenerēts standarta BP, jo nav lielu vai mazu nervu impulsu, tātad visi darbības potenciāli ir vienādi. Ja slieksnis netiek sasniegts, nekas nenotiek, ko sauc par principu “viss vai nekas”.

PA ir ļoti īss un ilgst 2 līdz 5 milisekundes. Membrānas caurlaidības palielināšanās pret Na + ātri apstājas, jo Na + kanāli tiek inaktivēti un palielinās caurlaidība K joniem, kas plūst no citoplazmas, atjaunojot miera potenciālu.

Impulsa maiņa

Impulss nepaliek neironu membrānā, kur tas tiek ģenerēts kā ģeneratora potenciāls, bet tā vietā iet cauri membrānai gar neironu, līdz tas sasniedz aksona galu.

Impulsa pārraide sastāv no tā kustības elektrisko viļņu veidā pa nervu šķiedru. Kad tas sasniedz aksona gala pēdas, tam jāšķērso sinapse, ko veic ar ķīmisku neirotransmiteru palīdzību.

AP nepārtraukti pārvietojas pa nervu šķiedru, ja tajā nav mielīna, tomēr, ja tas notiek, mielīna slāņi izolē nervu šķiedru membrānu visā tās virsmā, izņemot Ranvīras mezglus. PA šajā situācijā virzās uz priekšu, pārejot no viena mezgla uz otru, kas ir pazīstams kā siekalojošā vadīšana.

Šis pārraides veids ietaupa daudz enerģijas un palielina impulsa un informācijas pārraides ātrumu, jo depolarizācija notiek tikai Ranvieras mezglos. Reģistrēti ātrumi līdz 120 m / sek, savukārt šķiedrām, kuras neaptver mielīns, aptuvenais ātrums ir 0,5 m / sek.

Sinaptiskā pārnešana

Nervu impulsa plūsma iet no neirona, kas sastāv no ķermeņa un dendritiem, aferentajiem galiem uz aksonu un tā blakus zariem veidoto efferento galu. Šeit ir iekļauti aksonu gali, kuru galos ir spaiļu pēdas vai sinaptiskās pogas.

Kontakta laukumu starp vienu neironu un otru vai starp neironu un muskuļu vai dziedzera šūnu sauc par sinapsēm. Sinapses gadījumā neirotransmiteriem ir būtiska loma, lai pārraidītajam ziņojumam būtu nepārtraukta nervu šķiedra.

Impulsa cikliskā izturēšanās

Būtībā darbības potenciāls ir membrānas polaritātes izmaiņas no negatīvas uz pozitīvu un atpakaļ uz negatīvu ciklā, kas ilgst no 2 līdz 5 milisekundēm.

Katrā ciklā ietilpst depolarizācijas augšupejošā fāze, repolarizācijas dilstošā fāze un sub-dilstošā fāze, ko sauc par hiperpolarizāciju skaitļos zem -70 mv.

Iespējas

Nervu impulss ir elektroķīmiskais ziņojums. Tas ir ziņojums, jo ir saņēmējs un sūtītājs, un tas ir elektroķīmiski, jo tur ir elektriska sastāvdaļa un ķīmiska sastāvdaļa.

Izmantojot nervu impulsu (darbības potenciālu), neironi ātri un precīzi pārvadā informāciju, lai koordinētu visa organisma ķermeņa darbību.

PA ir atbildīgi par katru atmiņu, sajūtu, domu un motorisko reakciju. Tas vairumā gadījumu notiek lielā attālumā, lai kontrolētu efektoru reakcijas, kas ietver jonu kanāla atvēršanu, muskuļu kontrakciju un eksocitozi.

Atsauces

1. Alkaraks, VM (2000). Nervu sistēmas uzbūve un darbība: organisma maņu uztveršana un stāvokļi. UNAM.
2. Bakaks, ZM (2013). Nervu impulsu ķīmiska pārnešana: vēsturiska skice. Elsevier.
3. Brauns, AG (2012). Nervu šūnas un nervu sistēmas: ievads neirozinātnē. Springer Science & Business Media.
4. Kolb, B., & Whishaw, IQ (2006). Cilvēka neiropsiholoģija. Panamerican Medical Ed.
5. Makkomass, A. (2011). Galvani dzirkstele: nervu impulsa stāsts. Oxford University Press.
6. Moriss, CG, un Maisto, AA (2005). Ievads psiholoģijā. Pīrsona izglītība.
7. Randall, D., Burggren, W., un French, K. (2002). Ekerts. Dzīvnieku fizioloģija: mehānismi un pielāgojumi. Ceturtais izdevums. McGraw-Hill Interamericana, Spānija.
8. Tūle, G., un Tūle, S. (2004). ASCR būtiska bioloģija. Nelsons Torns.