Nervni impulz, njegov pretvorbeni in prenosni mehanizem

Človeški živčni sistem deluje kot nekakšen koordinator v našem telesu. Od možganov prenaša ukaze, ki iz njih izhajajo iz mišic, organov, tkiv in procesov. Kot nosilec podatkov se uporablja živčni impulz. Kaj je to? Kako hitro deluje? Ta vprašanja in številna druga vprašanja najdete v tem članku.

Kakšen je živčni impulz?

To je ime vzbujevalnega vala, ki se skozi vlakna širi kot odziv na nevronsko stimulacijo. Zahvaljujoč temu mehanizmu se informacije prenašajo iz različnih receptorjev v centralni živčni sistem. In od tega, po drugi strani, do različnih organov (mišice in žleze). In kaj je ta proces na fiziološki ravni? Mehanizem prenosa živčnih impulzov je, da membrane nevronov lahko spremenijo svoj elektrokemijski potencial. In proces, ki nas zanima, se uresničuje na področju sinapse. Hitrost živčnega impulza se lahko spreminja v razponu od 3 do 12 metrov na sekundo. Več podrobnosti o tem, pa tudi o dejavnikih, ki to vplivajo, se bomo pogovarjali več.

Študija strukture in dela

Nemški znanstveniki E. Goering in H. Helmholtz so na primer žabe prvič pokazali prehod živčnega impulza. Hkrati je bilo ugotovljeno, da se bioelektrični signal propagira s hitrostjo, navedeno zgoraj. Na splošno je to mogoče zaradi posebne konstrukcije živčna vlakna. V nekaterih pogledih so podobni električni kabel. Torej, če obstajajo vzporednice s tem, aksoni so prevodniki in izolatorji - njihova mielinskega ovoja (predstavljajo celične membrane Schwannovih, ki je navit v več plasteh). Poleg tega je hitrost živčnega impulza je odvisna predvsem od premera vlaken. To velja za drugi najpomembnejši kakovost električne izolacije. Mimogrede, kot telo materiala, uporabljenega lipoproteinov mielin, ki ima dielektrične lastnosti. Drugi pogoji enaki, večja bo svoj plašč, bodo živčnih impulzov hitrejši. Tudi v tem trenutku ne moremo reči, da je ta sistem v celoti raziskana. Velik del, ki se nanaša na živce in impulzov, še vedno ostaja skrivnost in predmet raziskovanja.

Značilnosti strukture in delovanja

Če govorimo o poti živčnega impulza, je treba to opozoriti mielin plašč vlakna se ne pokriva po celotni dolžini. Značilnosti konstrukcije je taka, da so trenutne razmere je najbolje, da se v primerjavi z oblikovanjem keramičnih izolacijskih rokavi, ki je tesno nanizani na drogu električnega kabla (čeprav je v tem primeru aksonov). Kot rezultat - Obstaja majhna brez izolacije električnih postaj, od katerih lahko ionski tok lahko teče ven aksona v okolje (ali obratno). Ko je ta membrana razdražena. Zato z ustvarjanjem povzroča akcijski potencial na območjih, ki niso izolirana. Ta proces se imenuje prestrezanje Ranvierja. Prisotnost takšnega mehanizma omogoča, da se živčni impulz razširi veliko hitreje. O tem se pogovorimo s primeri. Tako je hitrost živčnega impulza v debelem mielinastem vlaknu, katerega premer se giblje v območju 10-20 mikronov, 70-120 metrov na sekundo. Medtem ko imajo tisti, ki imajo ne-optimalno strukturo, ta številka manj kot 60-krat!

Kje so ustvarjeni?

Nervni impulzi se pojavljajo v nevronih. Možnost ustvarjanja takšnih "sporočil" je ena od njihovih glavnih lastnosti. Živčni impulz zagotavlja hitro širjenje istih tipov signalov vzdolž aksonov na dolgi razdalji. Zato je to najpomembnejši način telesa za izmenjavo informacij v njem. Podatki o draženju se prenašajo s spreminjanjem pogostosti njihovega pojavljanja. Tukaj je kompleksen sistem periodičnih publikacij, ki lahko v eni sekundi šteje na stotine živčnih impulzov. Z nekoliko podobnim načelom, čeprav precej bolj zapleteno, deluje računalniška elektronika. Torej, ko živčni impulzi nastanejo v nevronih, so kodirani na določen način in šele potem se prenašajo. Tako so informacije združene v posebne "pakete", ki imajo različno število in značaj naslednjega. Vse to, skupaj, je osnova za ritmično električno aktivnost naših možganov, ki jih je mogoče registrirati zaradi elektroencefalograma.

Vrste celic

Ko govorimo o zaporedju prehoda živčnega impulza, se ne moremo prezreti živčne celice (nevroni), skozi katere poteka prenos električnih signalov. Torej, zahvaljujoč se jim različni deli našega telesa izmenjujejo informacije. Odvisno od njihove strukture in funkcionalnosti se razlikujeta tri vrste:

1. Receptor (občutljiv). Kodirani in pretvorjeni v živčne impulze vseh temperaturnih, kemičnih, zvočnih, mehanskih in lahkih dražljajev.
2. Vstavi (imenovan tudi dirigent ali zapiranje). Služijo za obdelavo in preklopijo impulze. Največ jih je v človeških možganih in hrbtenjači.
3. Efektorski (motor). Prejemajo ukaze iz osrednjega živčnega sistema, da se prepričajo, da so bili izvedeni določeni ukrepi (na svetlo soncu, zaprite oči in tako naprej).

Vsak nevron ima celično telo in izrastek. Pot živčnega impulza vzdolž telesa se začne s slednjim. Procesi so dve vrsti:

1. Dendriti. Imajo funkcijo zaznavanja draženja receptorjev, ki se nahajajo na njih.
2. Axons. Zahvaljujoč se jim živčni impulzi prenašajo iz celic v delovni organ.

Zanimiv vidik aktivnosti

Ko govorimo o izvedbi živčnega impulza s kletkami, je težko povedati o enem zanimivem trenutku. Torej, ko so v mirovanju, natanko-kalijeva črpalka premakne ione tako, da doseže učinek sveže vode v notranjost in slano navzven. Zaradi nastalega neravnovesja potencialne razlike na membrani lahko opazimo do 70 milivoltov. Za primerjavo, to je 5% običajnega AA baterije. Toda takoj, ko se stanje celice spremeni, je nastalo ravnovesje prekinjeno in ioni začenjajo spreminjati mesta. To se zgodi, ko pot potuje skozi živčni impulz. Zaradi aktivnega delovanja ionov se to dejanje imenuje tudi akcijski potencial. Ko doseže določen indeks, se začnejo obratni procesi in celica doseže stanje počitka.

O akcijskem potencialu

Ko govorimo o preoblikovanju živčnega impulza in njegovem širjenju, je treba opozoriti, da bi lahko pomenil nesrečen milimeter na sekundo. Potem bi signali minili iz roke v možgane v nekaj minutah, kar očitno ni dobro. Tukaj in igra vlogo pri krepitvi potenciala ukrepa, ki je prej veljal za lupino mielina. In vse njegove "vrzeli" so nameščene tako, da imajo le pozitiven učinek na hitrost prenosa signala. Torej, ko konec glavnega dela ene aksona doseže impulz, se prenese bodisi v naslednjo celico ali (če govorimo o možganih) do številnih vej nevronov. V slednjih primerih deluje nekoliko drugačno načelo.

Kako deluje v možganih?

Pogovorimo se, katera prenosna sekvenca živčnega impulza deluje v najpomembnejših delih našega CNS. Tu so nevroni iz njihovih sosedov ločeni z majhnimi razrezi, ki se imenujejo sinaps. Moč delovanja ne more priti skozi njih, zato išče drugačen način, da pridejo do naslednje živčne celice. Na koncu vsakega postopka so majhne vrečke, ki se imenujejo presinaptični veziki. V vsakem od njih so posebne spojine - nevrotransmitorji. Ko pride do akcijskega potenciala, se molekule sprostijo iz vrečk. Prehajajo sinapse in se pridružijo posebnim molekulskim receptorjem, ki se nahajajo na membrani. Istočasno je ravnovesje moteno in se verjetno pojavlja nov akcijski potencial. Še vedno ni gotovo, nevrofiziologi se ukvarjajo s preučevanjem problema do danes.

Delati nevrotransmiter

Ko prenašajo živčne impulze, se jim z njimi zgodi več možnosti:

1. Razširijo se.
2. Preizkusite kemijsko cepitev.
3. Pojdite nazaj v svoje mehurčke (to se imenuje obratno zajemanje).

Ob koncu 20. stoletja je bilo očitno odkrito. Znanstveniki so se naučili, da lahko droge, ki vplivajo na nevrotransmiterje (kot tudi njihovo izmetanje in ponovno pridobivanje), temeljito spremenijo mentalno stanje osebe. Torej, na primer, številni antidepresivi, kot je "Prozac", blokirajo ponovno zaseg serotonina. Obstaja nekaj razlogov za domnevo, da je Parkinsonova bolezen odgovorna za pomanjkanje možganov pri dopaminu nevrotransmiterja.

Zdaj raziskovalci, ki preučujejo mejne stike človeške psihe, poskušajo ugotoviti, kako to vpliva na človeški um. V tem času nismo odgovorili na tako temeljno vprašanje: kaj naredi nevron ustvariti potencial za ukrepanje? Medtem ko je mehanizem "sprožitve" te celice za nas skrivnost. Z vidika te uganke je še posebej zanimivo delo nevronov možganov.

Skratka, lahko delajo s tisočimi nevrotransmiterji, ki jih pošljejo sosedje. Podrobnosti o obdelavi in ​​integraciji te vrste impulza so nam skoraj nepoznane. Čeprav na tem področju deluje veliko raziskovalnih skupin. Trenutno se je izkazalo, da so vsi prejeti impulzi integrirani, nevron pa se odloči, ali je treba ohraniti akcijski potencial in jih prenesti naprej. Na tem temeljnem procesu temelji delovanje človeških možganov. No, potem ni čudno, da ne poznam odgovora na to uganko.

Nekatere teoretične lastnosti

Članek "živčni impulz" in "akcijski potencial" sta bila uporabljena kot sopomenka. Teoretično je to res, čeprav je v nekaterih primerih potrebno upoštevati nekatere lastnosti. Torej, če gremo v podrobnosti, je akcijski potencial le del živčnega impulza. S podrobnim pregledom znanstvenih knjig lahko rečemo, da se to samo imenuje sprememba nabojne membrane iz pozitivnega v negativno in obratno. Ker živčni impulz razumemo kot kompleksen strukturno-elektrokemični proces. Se razprostira vzdolž nevronske membrane kot potujoči val sprememb. Akcijski potencial je le električna komponenta v sestavi živčnega impulza. Opisuje spremembe, ki nastanejo pri polnjenju lokalnega dela membrane.

Kje so ustvarjeni živčni impulzi?

Kje začnejo potovanje? Odgovor na to vprašanje lahko poda vsak študent, ki je skrbno proučeval fiziologijo vznemirjenja. Obstajajo štiri možnosti:

1. Konec dendrita receptorja. Če je (kar ni dejstvo), potem je mogoče imeti ustrezen dražljaj, ki bo najprej ustvaril generatorski potencial, nato pa živčni impulz. Slabi receptorji delujejo podobno.
2. Membrana vznemirljive sinapse. To je praviloma mogoče le, če je močno draženje ali seštevanje.
3. Sprožitveno območje dentrida. V tem primeru se kot odgovor na dražljače oblikujejo lokalni ekscitatorni postsinaptični potenciali. Če je prvo prestrezanje Ranvierja mielinirano, potem so povzete na njej. Zaradi prisotnosti membranskega mesta, ki ima visoko občutljivost, se pojavlja živčni impulz.
4. Aksonsko naselje. To je kraj, kjer se akson začne. Breg je najpogostejši, da ustvari impulze na nevronu. Na vseh drugih mestih, ki so bila obravnavana prej, je njihov pojav veliko manj verjeten. To je posledica dejstva, da ima membrana večjo občutljivost in se tudi znižuje kritična stopnja depolarizacije. Zato, ko se začne zbiranje številnih ekscitatornih postsinaptičnih potencialov, naslavlja predvsem njive.

Primer razmnoževanja vzbujanja

Pripoved z medicinskimi izrazi lahko povzroči nerazumevanje določenih trenutkov. Da bi to odpravili, je treba na kratko premakniti zgornje znanje. Na primer, vzemimo ogenj.

Zapomnite si povzetke novic iz lanskega poletja (tudi kmalu se bodo slišali). Požar se širi! V tem primeru drevesa in grmičevje, ki gori, ostanejo na svojih mestih. Toda sprednji del ognja gre dlje od kraja, kjer je bil ogenj. Živčni sistem deluje podobno.

Pogosto je treba umiriti začetek vzbujanja živčnega sistema. Toda to ni tako enostavno, kot v primeru požara. V ta namen izvajajo umetne motnje v delu nevrona (za terapevtske namene) ali uporabljajo različna fiziološka sredstva. To je mogoče primerjati z poplavljanjem ognja z vodo.