НЕРВЕН ИМПУЛС: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЕТАПИ, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В импулс нерв е серия от потенциали за действие (АР), които се случват по аксона и други електрически възбудими клетки (мускулни и жлезите). По принцип се случва, когато съобщението се предава от един неврон към друг или от неврон към ефекторния орган поради получаване на външен или вътрешен стимул.

Съобщението по същество е електрически сигнал, който се генерира в дендритите или тялото на неврона и пътува до края на аксона, където сигналът се предава. Този потенциал за действие е първичният електрически сигнал, генериран от нервните клетки, невроните и се причинява от промени в пропускливостта на мембраната към специфични йони.

Източник: pixabay.com

Кинетиката и зависимостта на напрежението на пропускливостите към определени йони дават пълно обяснение за генерирането на потенциала на действие.

характеристики

Тогава потенциалът за действие е експлозивно явление, което ще се разпространява без намаляване по нервните влакна. Аксонът провежда АР от своята точка на произход, която е зоната на иницииране на шипове (близо до аксоналния конус на неврона), до аксоналните терминали.

Следователно невроните са клетки, специализирани за приемане на стимули и предаване на импулси. Активните електрически реакции на неврони и други възбудими клетки зависят от наличието на специализирани протеини, известни като йонни канали с напрежение, в клетъчната мембрана.

За да се генерира нервният импулс, задължително трябва да настъпи промяна в мембраната на неврона, която се простира по целия аксон. Електрохимичната разлика между клетъчната цитоплазма и извънклетъчната среда позволява появата на потенциална разлика от двете страни на мембраната.

Ако измерим тази разлика в електрохимичния потенциал вътре и извън мембраната, ще наблюдаваме разлика от приблизително -70mV. В този смисъл вътрешната страна на мембраната на неврона е отрицателна по отношение на външната страна, когато няма стимул.

Йонни канали и тяхното значение

Йонните канали, затворени с напрежение, позволяват на йони да се движат през мембраната в отговор на промените в електрическото поле на мембраната. В неврона съществуват няколко вида йонни канали, всеки от които ще позволи преминаването на конкретен йонен вид.

Тези канали не са равномерно разпределени по мембраната. В аксоналната мембрана обаче можем да намерим бързодействащи канали за Na + и K +, докато в аксоналния терминал откриваме Ca + канали.

K + каналите са отговорни за поддържането на състояние на покой на електрически възбудимите клетки, когато няма стимули за задействане на AP, явление, наречено пасивни промени в мембранния потенциал.

Докато Na + каналите реагират бързо, намесвайки се в деполяризацията на мембраната, когато се генерира РА или активна промяна в мембранния потенциал.

От друга страна, Са + каналите, въпреки че се отварят по-бавно по време на деполяризация, играят основната роля на разпространението на електрически сигнали и задействат освобождаването на невротрансмитерните сигнали в синапсите.

Биоелементи, които участват в възбудимостта на неврона

Импулсът възниква поради асиметрията в концентрацията на биоелементи и биомолекули между цитоплазмата и извънклетъчната среда. Най-важните йони, които участват в възбудимостта на неврона са Na +, K +, Ca2 + и Cl-.

Има и някои органични аниони и протеини, които се намират само в междуклетъчната течност и не могат да я напуснат, тъй като плазмената мембрана е непромокаема за тези компоненти.

Извън клетката има по-висока концентрация на йони като Na + (10 пъти повече) и Cl-, а вътре до 30 пъти повече К + и голямо количество органични аниони (протеини), които генерират отрицателен заряд в цитоплазмата.

Веднага след отварянето на чувствителните към напрежението Na + и K + канали, промените в напрежението ще се прехвърлят в съседни на мембраната области и ще предизвикат отваряне на чувствителни към напрежението компоненти в тези области и предаването на промяната на напрежението към други. най-отдалечените сектори.

След затварянето на Na + и K + каналите портите се инактивират за кратък период, което означава, че импулсът не може да се върне обратно.

Потенциални зависимости от действия

Тогава производството на потенциала за действие зависи от три основни елемента:

Първо, активният транспорт на йони чрез специфични мембранни протеини. Това генерира неравностойни концентрации на йонен вид или няколко от двете страни на него.

Второ, неравномерното разпределение на йоните генерира електрохимичен градиент през мембраната, който генерира източник на потенциална енергия.

И накрая, селективните йонни канали със селективен тип йони позволяват на йонни токове да текат, задвижвани от електрохимични градиенти през тези мембранно разположени канали.

Етапи

Потенциал за почивка

Когато потенциалът за действие не се предава, мембраната на неврона е в покой. В този случай вътреклетъчната течност (цитоплазма) и извънклетъчната течност съдържат различни концентрации на неорганични йони.

Това води до това, че външният слой на мембраната има положителен заряд, докато вътрешният слой има отрицателен заряд, което означава, че мембраната в покой е "поляризирана". Този потенциал за почивка има стойност -70mv, тоест потенциалът в клетката е със 70 mV по-отрицателен от извънклетъчния потенциал.

Na + влизане и изход K + обикновено съществуват в клетката поради ефекта на градиента на концентрация (активен транспорт). Тъй като има повече Na + извън клетката, тя има тенденция да влиза и тъй като има повече К + в клетката, тя има тенденция да излезе, за да изравни концентрацията си от двете страни на мембраната.

Различната йонна концентрация се поддържа от действието на мембранен протеин, наречен "натриева и калиева помпа". За да запази потенциалната разлика, помпата Na + и K + премахва 3 Na + йони от клетката за всеки два К +, които въвежда.

Образуване на нервен импулс

Когато се представи стимул в рецепторната област на невронната мембрана, се генерира потенциал, който увеличава пропускливостта за Na + в мембраната.

Ако този потенциал надвиши прага на възбудимост, който е от -65 до -55 mV, се генерира нервен импулс и Na + се въвежда толкова бързо, че дори Na + и K + помпата се инактивира.

Масивният приток на положително зареден Na + предизвиква обратни гореспоменати електрически заряди. Това явление е известно като мембранна деполяризация. Последният, спира на около + 40mv.

При достигане на прага винаги се генерира стандартен БП, тъй като няма големи или малки нервни импулси, следователно всички потенциали за действие са равни. Ако прагът не бъде достигнат, нищо не се случва, което е известно като принцип „всичко или нищо“.

ПА е много краткотраен с продължителност от 2 до 5 милисекунди. Увеличаването на пропускливостта на мембраната до Na + спира бързо, защото Na + каналите са инактивирани и пропускливостта за K йони, които текат от цитоплазмата, се увеличава, възстановявайки потенциала за почивка.

Импулсно изместване

Импулсът не остава в невронната мембрана, където се генерира като следствие от потенциал на генератор, а вместо това пътува през мембраната по протежение на неврона, докато стигне до края на аксона.

Предаването на импулса се състои в неговото движение под формата на електрически вълни по протежение на нервното влакно. След като стигне до крайните крака на аксона, той трябва да пресече синапс, което става с помощта на химични невротрансмитери.

ПА се движи по протежение на нервните влакна непрекъснато, ако няма миелин, но ако има, миелиновите слоеве изолират мембраната на нервните влакна по цялата й повърхност, с изключение на възлите на Ranvier. БКП в тази ситуация напредва в скокове от един възел на следващия, което е известно като солената проводимост.

Този тип предаване спестява много енергия и увеличава скоростта на импулса и предаването на информацията, тъй като деполяризацията се появява само в възлите на Ranvier. Записани са скорости до 120 м / сек, докато за влакна, които не са обхванати от миелин, приблизителната скорост е 0,5 м / сек.

Синаптично предаване

Потокът на нервния импулс преминава от аферентния край на неврона, който включва тялото и дендритите до еферентния край, образуван от аксона и неговите колатерални клони. Тук са включени аксоналните окончания, чиито краища са крайните крачета или синаптичните бутони.

Областта на контакт между един неврон и друг или между неврон и мускулна или жлезиста клетка се нарича синапс. За възникването на синапса невротрансмитерите играят основна роля, така че предаваното съобщение има приемственост върху нервните влакна.

Циклично поведение на импулса

По същество потенциалът на действие е промяна в полярността на мембраната от отрицателна към положителна и обратно към отрицателна в цикъл, който продължава от 2 до 5 милисекунди.

Всеки цикъл включва възходяща фаза на деполяризация, низходяща фаза на реполяризация и под-низходяща фаза, наречена хиперполяризация при цифри под -70 mv.

Характеристика

Нервният импулс е електрохимично съобщение. Това е съобщение, защото има получател и подател и е електрохимично, тъй като има електрически компонент и химически компонент.

Чрез нервния импулс (потенциал за действие) невроните транспортират информация бързо и точно, за да координират действията на цялото тяло на организма.

БКП са отговорни за всяка памет, усещане, мисъл и двигателна реакция. Това в повечето случаи се случва на големи разстояния за контролиране на ефекторните реакции, които включват отваряне на йонни канали, свиване на мускулите и екзоцитоза.

Препратки

1. Алкараз, В. М. (2000). Структура и функция на нервната система: сензорна рецепция и състояния на организма. Пумас.
2. Bacq, ZM (2013). Химично предаване на нервни импулси: историческа скица. Elsevier.
3. Браун, AG (2012). Нервните клетки и нервната система: въведение в невронауката. Springer Science & Business Media.
4. Kolb, B., & Whishaw, IQ (2006). Човешката невропсихология. Panamerican Medical Ed.
5. McComas, A. (2011). Искрата на Галвани: историята на нервния импулс. Oxford University Press.
6. Morris, CG, & Maisto, AA (2005). Въведение в психологията. Pearson Education.
7. Randall, D., Burggren, W., & French, K. (2002). Екерт. Физиология на животните: Механизми и адаптации. Четвърто издание. McGraw-Hill Interamericana, Испания.
8. Toole, G., & Toole, S. (2004). Съществена AS биология за OCR. Нелсън Торнес.