КАКВО Е КЛЕТЪЧНА ВЪЗБУДИМОСТ? - БИОЛОГИЯ - 2025

В възбудимостта е собственост на клетки, който им позволява да реагират на стимулация с бързи промени в мембранния потенциал. Те се получават от потока на йони през плазмената мембрана.

Терминът "клетъчна възбудимост" обикновено се свързва с клетките, които изграждат нервната система, наречени неврони. Съществуват обаче скорошни доказателства, които показват възбудимост в астроцитите, благодарение на промените в цитозола по отношение на концентрациите на калциеви йони.

Източник: pixabay.com

Благодарение на активния транспорт и пропускливостта на биологичните мембрани, те имат биоелектричен потенциал. Тази характеристика е това, което определя електрическата възбудимост на клетките.

Историческа перспектива

Първите модели, които твърдят, че интегрират ролята на йони и генерирането на електрически сигнали в тялото, твърдят, че невроните са подобни на епруветка, през която преминават вещества, които надуват или издуват мускулната тъкан.

През 1662 г. Декарт използва принципи на хидравликата, за да опише потенциален модел на функционирането на нервната система. По-късно, с приноса на Галвани, беше заключено, че електричеството е в състояние да възбужда мускулите, предизвиквайки контракции.

Алесандро Волта беше против тези идеи с аргумента, че присъствието на електричество не се дължи на тъкани, а на металите, които Галвани използва в експеримента си. За Волта трябваше да се прилага електричество върху мускулите и неговите показания успяха да убедят тогавашните академици.

Минаха много години, за да се докаже теорията на Галвини, където мускулите са източник на електричество. През 1849 г. е постигнато създаването на устройство с чувствителност, необходима за количествено определяне на генерирането на електрически токове в мускулите и нервите.

Възбудими клетки

Традиционно възбудимата клетка се определя като образувание, способно да разпространява потенциал за действие, последвано от механизъм - химически или електрически - на стимулация. Няколко вида клетки са възбудими, главно неврони и мускулни клетки.

Възбудимостта е повече от общ термин, тълкуван като способност или способност да се регулира движението на йони през клетъчната мембрана, без да е необходимо разпространение на потенциал за действие.

Какво прави клетката възбуждаща?

Способността на клетката да постига провеждането на електрически сигнали се постига чрез комбиниране на характерни свойства на клетъчната мембрана и наличието на течности с високи концентрации на сол и на различни йони в клетъчната среда.

Клетъчните мембрани са изградени от два слоя липиди, които действат като селективна бариера за навлизането на различни молекули в клетката. Сред тези молекули са йони.

Вътре в мембраните са вградени молекули, които функционират като регулатори на преминаването на молекулите. Йони имат помпи и протеинови канали, които посредничат за влизане и излизане в клетъчната среда.

Помпите са отговорни за селективното движение на йоните, установявайки и поддържайки градиент на концентрация, подходящ за физиологичното състояние на клетката.

Резултатът от наличието на небалансирани заряди от двете страни на мембраната се нарича йонен градиент и води до мембранен потенциал - който се определя количествено във волта.

Основните йони, участващи в електрохимичния градиент на мембраните на невроните, са натрий (Na ⁺), калий (К ⁺), калций (Са ²⁺) и хлор (Cl ^-).

Възбудимост в невроните

Какво представляват невроните?

Невроните са нервни клетки, които са отговорни за обработката и предаването на химични и електрически сигнали.

Те осъществяват връзки помежду си, наречени синапси. Структурно те имат клетъчно тяло, дълъг процес, наречен аксон, и кратки процеси, които започват от сома, наречени дендрити.

Невронна възбудимост

Електрическите свойства на невроните, включително помпите, образуват „сърцето“ на невронната възбудимост. Това се превръща в способността за развитие на нервна проводимост и комуникация между клетките.

С други думи, един неврон е "възбуждащ" благодарение на свойството си да променя своя електрически потенциал и да го предава.

Невроните са клетки с няколко конкретни характеристики. Първият е, че те са поляризирани. С други думи, има дисбаланс между повторението на зарядите, ако сравним външността и вътрешността на клетката.

Промяната на този потенциал във времето се нарича потенциал за действие. Не само всеки стимул е способен да провокира неврална активност, той трябва да има „минимално количество“, което надвишава границата, наречена праг на възбуждане - следвайки правилото за всички или нищо.

Ако прагът е достигнат, потенциалният отговор се осъществява. На следващо място, невронът преживява период, в който не е възбудим, като например огнеупорен период.

Това има определена продължителност и преминава към хиперполяризация, където е частично възбудимо. В този случай се нуждаете от по-мощен стимул от предишния.

Възбудимост в астроцитите

Какво представляват астроцитите?

Астроцитите са многобройни клетки, получени от невроектодермалната линия. Наричат ​​се още астроглии, тъй като те са най-многобройните глиални клетки. Те участват в голям брой функции, свързани с нервната система.

Името на този тип клетки произлиза от звездния му вид. Те са пряко свързани с невроните и останалата част от тялото, установявайки граница между нервната система и останалата част на тялото, чрез интервални кръстовища.

Астроцитна възбудимост

В исторически план се смяташе, че астроцитите функционират просто като опорен етап на невроните, като последните са тези, които имат единствената водеща роля в оркестрирането на нервните реакции. Благодарение на нови доказателства тази перспектива беше преформулирана.

Тези глиални клетки са в интимна връзка с много от функциите на мозъка и как мозъкът реагира на активност. В допълнение към участието в модулирането на тези събития.

Така при астроцитите има възбудимост, която се основава на вариации на калциевия йон в цитозола на въпросната клетка.

По този начин астроцитите могат да активират своите глутаматергични рецептори и да реагират на сигналите, излъчвани от невроните, които са разположени в близък регион.

Препратки

1. Chicharro, JL, & Vaquero, AF (2006). Физиология на упражненията. Panamerican Medical Ed.
2. Cuenca, EM (2006). Основи на физиологията. Редакция Paraninfo.
3. Parpura, V., & Verkhratsky, A. (2012). Краткото възбудимост на астроцитите: от рецептори до глиотрансмисия. Международна неврохимия, 61 (4), 610-621.
4. Цена, DJ, Jarman, AP, Mason, JO, & Kind, PC (2017). Изграждане на мозъци: въведение в невралното развитие. John Wiley & Sons.
5. Schulz, DJ, Baines, RA, Hempel, CM, Li, L., Liss, B., & Misonou, H. (2006). Клетъчна възбудимост и регулиране на функционалната невронна идентичност: от генна експресия до невромодулация. Journal of Neuroscience, 26 (41) 10362-10367.