IDEGIMPULZUS: JELLEMZŐK, SZAKASZOK, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2026

Az idegimpulzus egy akciós potenciál (AP) sorozata, amely az axon és más elektromosan gerjeszthető sejtek (izom és mirigy) mentén lép fel. Elvileg akkor fordul elő, amikor egy üzenet az egyik idegsejtről a másikra, vagy egy idegsejtől egy effektorszervre továbbítódik egy külső vagy belső inger fogadása miatt.

Az üzenet lényegében egy elektromos jel, amelyet a dendritekben vagy a neuron testében generálnak, és az axon végére haladnak, ahol a jel továbbításra kerül. Ez az akciós potenciál az idegsejtek, idegsejtek által generált primer elektromos jel, amelyet a membrán specifikus ionok permeabilitásának változásai okoznak.

Forrás: pixabay.com

Az egyes ionokkal szembeni permeabilitások kinetikája és feszültségfüggése teljes magyarázatot ad az akciós potenciál létrehozására.

jellemzők

A cselekvési potenciál ezután egy robbanásveszélyes jelenség, amely csökkenés nélkül terjed az idegrostok mentén. Az axon az AP-t a kiindulási pontjától, amely a tüske iniciációs zónája (a neuron axonális kúpja közelében), az axon terminálisokhoz vezet.

A neuronok tehát olyan ingerek fogadására és impulzusok továbbítására szakosodott sejtek. A neuronok és más ingerlékeny sejtek aktív elektromos reakciói a speciális fehérjék jelenlététől függnek, amelyeket feszültségfüggő ioncsatornáknak nevezünk a sejtmembránban.

Az idegimpulzus generálásához szükségszerűen változásnak kell lennie a neuron membránjában, amely az egész axonon átnyúlik. A sejt citoplazma és az extracelluláris környezet elektrokémiai különbsége lehetővé teszi a potenciális különbség kialakulását a membrán mindkét oldalán.

Ha megmérjük ezt az elektrokémiai potenciálkülönbséget a membránon belül és kívül, akkor körülbelül -70mV különbséget figyelhetünk meg. Ebben az értelemben a neuronmembrán belső oldala negatív a külső oldalához képest, ha nincs stimulus.

Ioncsatornák és fontosságuk

A feszültségtől függő ioncsatornák lehetővé teszik az ionok áthaladását a membránon a membrán elektromos mezőjének változásaira válaszul. A neuronban többféle ioncsatorna létezik, amelyek mindegyike lehetővé teszi egy adott ionos faj átjutását.

Ezek a csatornák nem oszlanak el egyenletesen a membránon. Az axonális membránban azonban gyorshatású csatornákat találhatunk Na + és K + -ra, míg az axonális terminálisban Ca + -csatornákat.

A K + csatornák felelnek az elektromosan gerjeszthető sejtek nyugalmi állapotának fenntartásáért, ha nincsenek stimulusok az AP kiváltására, ezt a jelenséget úgy hívják, hogy a membránpotenciál passzív változások.

Miközben a Na + csatornák gyorsan reagálnak, beavatkoznak a membrán depólarizációjában, amikor PA vagy aktív változás jön létre a membránpotenciálban.

Másrészről, bár a Ca + csatornák lassabban nyílnak ki a depolarizáció során, alapvető szerepet játszanak az elektromos jelek terjesztésében és az neurotranszmitter jelek felszabadulásának előidézésében a szinapszisok során.

Bioelemek, amelyek részt vesznek a neuron ingerlékenységében

Az impulzus a citoplazma és az extracelluláris táptalaj közötti bioelemek és biomolekulák koncentrációjának aszimmetriája miatt fordul elő. A legfontosabb ionok, amelyek részt vesznek a neuron ingerlékenységében, a Na +, K +, Ca2 + és Cl-.

Vannak olyan szerves anionok és fehérjék is, amelyek csak az intracelluláris folyadékban helyezkednek el, és nem hagyhatják el azt, mert a plazmamembrán átjárhatatlan ezeknek a komponenseknek.

A sejten kívül nagyobb az ionkoncentráció, például Na + (tízszer több) és Cl-, belül pedig akár 30-szor több K + és nagy mennyiségű szerves anion (fehérje), amelyek negatív töltést generálnak a citoplazmában.

Amikor a feszültségre érzékeny Na + és K + csatornák nyitva vannak, a feszültségváltozások átkerülnek a membrán szomszédos területeire, és indukálják a feszültség-érzékeny alkatrészek nyitását ezeken a területeken, és a feszültségváltozás átadását másoknak. legtávolabbi szektorok.

A Na + és a K + csatornák bezárása után a kapuk rövid ideig inaktiválódnak, ami azt jelenti, hogy a lendület nem tér vissza.

Akciópotenciál függőségek

A cselekvési potenciál előállítása három alapvető elemtől függ:

Először az ionok aktív transzportja specifikus membránfehérjék által. Ez egy vagy több ionos faj egyenlőtlen koncentrációját hozza létre annak mindkét oldalán.

Másodszor, az ionok egyenetlen eloszlása ​​olyan elektrokémiai gradienst hoz létre a membránon, amely potenciális energiaforrást generál.

Végül, az ionos fajokra szelektív kapuzott ioncsatornák lehetővé teszik az ionáramok áramlását az elektrokémiai gradiensek által vezérelt ezen membrán-átfogó csatornákon keresztül.

Szakasz

Nyugalmi potenciál

Ha egy akciós potenciált nem továbbítanak, akkor az idegmembrán nyugalomban van. Ebben az esetben az intracelluláris folyadék (citoplazma) és az extracelluláris folyadék különböző koncentrációban tartalmaz szervetlen ionokat.

Ennek eredményeként a membrán külső rétegének pozitív töltése van, míg a belső rétegének negatív töltése van, ami azt jelenti, hogy a membrán nyugalomban "polarizált". Ennek a nyugalmi potenciálnak a értéke -70mv, azaz a sejt belsejében lévő potenciál 70 mV-kal negatívabb, mint az extracelluláris potenciál.

A Na + belépés és a K + kilépés a sejtben általában a koncentrációgradiens (aktív transzport) hatása miatt létezik. Mivel a Na + -on több a sejten kívül, inkább belép, és mivel a sejtben több K + van, inkább kilép, hogy kiegyenlítse koncentrációját a membrán mindkét oldalán.

A különféle ionos koncentrációkat egy „nátrium- és káliumszivattyúnak” nevezett membránfehérje hatására tartjuk fenn. A potenciálkülönbség megőrzése érdekében a Na + és a K + szivattyú minden egyes bevezetett K + után 3 Na + ionot eltávolít a sejtből.

Idegimpulzus kialakulása

Amikor ingert mutatnak a neuronális membrán receptor területén, olyan generációs potenciál jön létre, amely növeli a Na + permeabilitását a membránban.

Ha ez a potenciál meghaladja az ingerlékenységi küszöböt, amely -65 és -55 mV között van, idegi impulzus jön létre, és a Na + olyan gyorsan bevezetésre kerül, hogy még a Na + és a K + szivattyú inaktiválódik.

A pozitív töltésű Na + hatalmas beáramlása a fent említett elektromos töltések visszafordulását eredményezi. Ezt a jelenséget membrándepolarizációnak nevezik. Ez utóbbi megáll + 40mv körül.

A küszöb elérésekor mindig normál BP jön létre, mivel nincsenek nagy vagy kicsi idegi impulzusok, következésképpen az összes akciós potenciál azonos. Ha a küszöbértéket nem érik el, semmi sem történik, amelyet úgy hívnak, hogy „minden vagy semmi” elv.

A PA nagyon rövid, 2-5 milliszekundum. A membrán Na + permeabilitásának növekedése gyorsan megszűnik, mivel a Na + csatornákat inaktiválják, és a citoplazmából áramló K-ionok permeabilitása megnő, ezáltal helyreállítva a nyugalmi potenciált.

Impulzus váltás

Az impulzus nem marad a neuronális membránban, ahol egy generátorpotenciál eredményeként jön létre, hanem ehelyett a membránon áthalad a neuron mentén, amíg el nem éri az axon végét.

Az impulzus átvitele abból áll, hogy elektromos hullámok formájában mozog az idegrost mentén. Amint eléri az axon végső lábát, át kell lépnie egy szinapszén, amelyet kémiai neurotranszmitterek segítségével hajtanak végre.

Az AP folyamatosan az idegrost mentén halad, ha nem rendelkezik mielinnel, de ha van, akkor a mielin rétegek az idegrostszövetet teljes felületén elkülönítik, kivéve a Ranvier csomókat. A PA ebben a helyzetben előrehalad az egyik csomópontról a másikra történő ugrásokban, amelyet szaturációs vezetésnek hívnak.

Az ilyen típusú átvitel sok energiát takarít meg, és megnöveli az impulzus és az információ továbbításának sebességét, mivel a depolarizáció csak Ranvier csomópontjaiban fordul elő. Legfeljebb 120 m / sec sebességet rögzítettek, míg a mielin által nem lefedett rostok esetében a hozzávetőleges sebesség 0,5 m / sec.

Szinaptikus transzmisszió

Az idegimpulzus áramlása a testet és a dendritet magában foglaló ideg aferens végéből az axon és annak mellékágainak által létrehozott efferens végig megy. Ide tartoznak azok az axonális végződések, amelyeknek végein a sorkapocs vagy a szinaptikus gomb található.

Az egyik ideg és a másik, vagy egy ideg és egy izom vagy mirigy sejtek közötti érintkezési területet szinapszisnak nevezzük. A szinapszis előfordulása során a neurotranszmitterek alapvető szerepet játszanak, így az átvitt üzenet folytonosságot mutat az idegrostokon.

Az impulzus ciklikus viselkedése

Lényegében az akciópotenciál a membrán polaritásának negatívról pozitívra és vissza negatívra változása egy olyan ciklusban, amely 2 és 5 milliszekundum között tart.

Mindegyik ciklus tartalmaz egy depolarizáció növekvő fázisát, egy repolarizáció csökkenő fázisát és egy hiperpolarizációnak nevezett sub-csökkenő fázist a -70 mv alatti értékeknél.

Jellemzők

Az idegimpulzus egy elektrokémiai üzenet. Ez az üzenet, mert van címzett és feladó, valamint elektrokémiai, mivel van egy elektromos és egy kémiai elem.

Az idegimpulzus (akciópotenciál) révén az idegsejtek gyorsan és pontosan továbbítják az információkat, hogy összehangolják a szervezet teljes testének tevékenységeit.

A PA-k felelősek minden emlékért, érzésért, gondolatért és motoros válaszért. Ez a legtöbb esetben nagy távolságra történik az effektor válaszok szabályozása érdekében, ideértve az ioncsatorna megnyitását, az izmok összehúzódását és az exocitózist.

Irodalom

1. Alcaraz, VM (2000). Az idegrendszer felépítése és működése: szenzoros vétel és a szervezet állapota. UNAM.
2. Bacq, ZM (2013). Az idegimpulzusok kémiai átvitele: történelmi vázlat. Elsevier.
3. Brown, AG (2012). Idegsejtek és idegrendszerek: bevezetés az idegtudományba. Springer Tudományos és Üzleti Média.
4. Kolb, B. és Whishaw, IQ (2006). Humán neuropszichológia. Panamerican Medical Ed.
5. McComas, A. (2011). Galvani szikra: az idegimpulzus története. Oxford University Press.
6. Morris, CG és Maisto, AA (2005). Bevezetés a pszichológiába. Pearson oktatás.
7. Randall, D., Burggren, W. és French, K. (2002). Eckert. Állatok élettana: Mechanizmusok és alkalmazkodás. Negyedik kiadás. McGraw-Hill Interamericana, Spanyolország.
8. Toole, G. és Toole, S. (2004). Alapvető AS biológia az OCR számára. Nelson Thornes.