KAS IR ŠŪNU UZBUDINĀMĪBA? - BIOLOĢIJA - 2025

Uzbudināmība ir īpašība šūnas, kas ļauj viņiem , lai reaģētu uz stimulāciju straujas pārmaiņas membrānas potenciālu. Tos rada jonu plūsma caur plazmas membrānu.

Termins "šūnu uzbudināmība" parasti tiek saistīts ar šūnām, kas veido nervu sistēmu, ko sauc par neironiem. Tomēr nesen ir pierādījumi, kas parāda uzbudināmību astrocītos, pateicoties citosola izmaiņām kalcija jonu koncentrācijas ziņā.

Avots: pixabay.com

Pateicoties aktīvajai transportēšanai un bioloģisko membrānu caurlaidībai, tām ir bioelektrisks potenciāls. Šis raksturlielums nosaka šūnu elektrisko uzbudināmību.

Vēsturiskā perspektīva

Pirmie modeļi, kas apgalvoja, ka integrē jonu lomu un elektrisko signālu ģenerēšanu organismā, iebilda, ka neironi ir līdzīgi caurulei, caur kuru vielas skrēja, lai piepūstu vai iztukšotu muskuļu audus.

1662. gadā Dekarts izmantoja hidraulikas principus, lai aprakstītu nervu sistēmas funkcionēšanas potenciālo modeli. Vēlāk ar Galvani devumu tika secināts, ka elektrība spēj uzbudināt muskuļus, radot kontrakcijas.

Alessandro Volta bija pret šīm idejām, apgalvojot, ka elektrības klātbūtne nav saistīta ar audiem, bet gan ar metāliem, kurus Galvani izmantoja savā eksperimentā. Voltam elektrība bija jāpielieto muskuļiem, un viņa liecībām izdevās pārliecināt tā laika akadēmiķus.

Vajadzēja daudzus gadus, lai pierādītu Galvini teoriju, kurā elektrība bija muskuļi. 1849. gadā tika izveidota ierīce ar jutīgumu, kas nepieciešams, lai kvantitatīvi noteiktu elektrisko strāvu rašanos muskuļos un nervos.

Uzbudināmas šūnas

Tradicionāli uzbudināmā šūna tiek definēta kā vienība, kas spēj izplatīt darbības potenciālu, kam seko stimulācijas mehānisms - ķīmisks vai elektrisks. Vairāki šūnu veidi ir uzbudināmi, galvenokārt neironi un muskuļu šūnas.

Uzbudināmība ir vairāk vispārīgs termins, kas tiek interpretēts kā spēja vai spēja regulēt jonu kustību pa šūnas membrānu bez nepieciešamības izplatīt darbības potenciālu.

Kas šūnu uzbudina?

Šūnas spēja panākt elektrisko signālu vadīšanu tiek panākta, apvienojot šūnas membrānas raksturīgās īpašības un šķidrumu klātbūtni ar augstu sāls koncentrāciju un dažādu jonu šūnu vidē.

Šūnu membrānas veido divi lipīdu slāņi, kas darbojas kā selektīvs šķērslis dažādu molekulu iekļūšanai šūnā. Starp šīm molekulām ir joni.

Membrānās ir iestrādātas molekulas, kas darbojas kā molekulu caurlaidības regulatori. Joniem ir sūkņi un olbaltumvielu kanāli, kas mediē iekļūšanu un iziešanu šūnu vidē.

Sūkņi ir atbildīgi par jonu selektīvu kustību, izveidojot un uzturot koncentrācijas gradientu, kas piemērots šūnas fizioloģiskajam stāvoklim.

Nesabalansētu lādiņu klātbūtnes abās membrānas pusēs sauc par jonu gradientu, un tas rada membrānas potenciālu - to izsaka voltos.

Galvenie joni, kas iesaistīti neironu membrānu elektroķīmiskajā gradientā, ir nātrijs (Na ⁺ ), kālijs (K ⁺ ), kalcijs (Ca ²⁺ ) un hlors (Cl ^- ).

Uzbudināmība neironos

Kas ir neironi?

Neironi ir nervu šūnas, kas ir atbildīgas par ķīmisko un elektrisko signālu apstrādi un pārraidi.

Viņi veido savienojumus starp tiem, ko sauc par sinapsēm. Strukturāli viņiem ir šūnas ķermenis, ilgs process, ko sauc par aksonu, un īsi procesi, kas sākas no somas, ko sauc par dendritiem.

Neironu uzbudināmība

Neironu, ieskaitot sūkņus, elektriskās īpašības veido neironu uzbudināmības "sirdi". Tas nozīmē spēju attīstīt nervu vadīšanu un komunikāciju starp šūnām.

Citiem vārdiem sakot, neirons ir "uzbudināms", pateicoties tā īpašībai mainīt savu elektrisko potenciālu un to pārraidīt.

Neironi ir šūnas ar vairākām īpašām īpašībām. Pirmais ir tas, ka tie ir polarizēti. Citiem vārdiem sakot, ja tiek salīdzināti kameras ārpuse un iekšpuse, starp lādiņu atkārtošanos nav līdzsvara.

Šī potenciāla izmaiņas laika gaitā tiek sauktas par darbības potenciālu. Ne tikai jebkurš stimuls spēj izraisīt neironu darbību, tam ir jābūt “minimālajam daudzumam”, kas pārsniedz robežu, ko sauc par ierosmes slieksni - ievērojot visu vai neko likumu.

Ja slieksnis tiek sasniegts, notiek iespējamā reakcija. Tālāk neirons piedzīvo periodu, kurā tas nav uzbudināms, piemēram, ugunsizturīgu periodu.

Tam ir noteikts ilgums un pāriet uz hiperpolarizāciju, kur tas ir daļēji uzbudināms. Šajā gadījumā jums ir nepieciešams jaudīgāks stimuls nekā iepriekšējais.

Uzbudināmība astrocītos

Kas ir astrocīti?

Astrocīti ir daudzas šūnas, kas iegūtas no neiroektodermālās līnijas. Sauktas arī par astrogliju, jo tās ir visskaistākās glia šūnas. Viņi piedalās daudzās funkcijās, kas saistītas ar nervu sistēmu.

Šāda veida šūnu nosaukums cēlies no to zvaigžņotā izskata. Tie ir tieši saistīti ar neironiem un pārējo ķermeni, izveidojot robežu starp nervu sistēmu un pārējo ķermeni, izmantojot intervālu savienojumus.

Astrocītu uzbudināmība

Vēsturiski tika uzskatīts, ka astrocīti darbojas vienkārši kā neironu atbalsta stadija, pēdējiem ir tie, kuriem ir vienīgā vadošā loma nervu reakciju vadīšanā. Pateicoties jauniem pierādījumiem, šī perspektīva ir pārformulēta.

Šīs glija šūnas ir intīmā saistībā ar daudzām smadzeņu funkcijām un to, kā smadzenes reaģē uz darbību. Papildus dalībai šo notikumu modulācijā.

Tādējādi astrocītos pastāv uzbudināmība, kuras pamatā ir kalcija jonu variācijas attiecīgās šūnas citosolā.

Tādā veidā astrocīti var aktivizēt savus glutamaterģiskos receptorus un reaģēt uz signāliem, ko izstaro neironi, kas atrodas tuvējā reģionā.

Atsauces

1. Čičarro, JL, un Vaquero, AF (2006). Vingrinājumu fizioloģija. Panamerican Medical Ed.
2. Kuenka, EM (2006). Fizioloģijas pamati. Redakcijas Paraninfo.
3. Parpura, V., un Verhratsky, A. (2012). Astrocītu uzbudināmības īss apraksts: no receptoriem līdz gliotransmisijai. Neurochemistry international, 61 (4), 610-621.
4. Cena, DJ, Jarman, AP, Mason, JO, & Kind, PC (2017). Smadzeņu veidošana: ievads neironu attīstībā. Džons Vilijs un dēli.
5. Schulz, DJ, Baines, RA, Hempel, CM, Li, L., Liss, B., & Misonou, H. (2006). Šūnu uzbudināmība un funkcionālās neironu identitātes regulēšana: no gēnu ekspresijas līdz neiromodulācijai. Journal of Neuroscience, 26 (41) 10362-10367.