Natura impulsului nervos
Vă amintiți definiția unui impuls nervos (n.) De la un curs de clasă 8?
Un impuls nervos este un semnal electric care se propagă printr-o fibră nervoasă.
Este mai corect să formulăm definiția după cum urmează:
un impuls nervos este un val de depolarizare care se propagă de-a lungul membranei fibrelor nervoase.
"Valul de depolarizare" poate fi înlocuit de "potențialul de acțiune". Ce este depolarizarea. Dacă există un potențial de acțiune. prin urmare, există și un potențial de odihnă. Și de ce pe membrana fibrei nervoase? Vom încerca să răspundem la aceste întrebări.
Deci, membrana axonului este polarizată: pe partea interioară este încărcată negativ cu privire la suprafața exterioară.
Diferența potențială pe membrană (potențial transmembranar) este tipică pentru toate celulele vii, dar această valoare poate varia în celulele senzoriale, neuronii și fibrele musculare! Modificați sub influența stimulului. De aceea, aceste celule sunt numite excitabile. Dacă nu există stimul, atunci se menține potențialul de repaus (PP). Sub acțiunea stimulului, apare un potențial de acțiune (PD).
Diferența de potențial creează o diferență în concentrațiile de ioni de pe ambele părți ale membranei (amintiți-vă, membrana are o permeabilitate selectivă) intracelulară mai ioni de potasiu (K +) și exterior - sodiu (Na +). Din cauza a ce? Desigur, datorită lucrării pompei de potasiu-sodiu. K + -na + -pompa lucrează împotriva unui gradient de concentrație (și, prin urmare, cheltuielile de energie sub formă de ATP), prin pomparea în celulă și K + pompare Na +. Acțiunea pompei este combătută prin difuzia pasivă a ionilor: K + părăsește celula și Na + revine la citoplasmă. Totul ar fi echilibrat, dar ionii de potasiu sunt mai mobili, astfel încât să iasă mai repede decât ionii de sodiu intră. Încercați să desenați o imagine a lui J. Ce se întâmplă? Axonul cationilor este mai mic în comparație cu mediul extern. În consecință, partea interioară a membranei axonului este încărcată negativ, iar partea exterioară este încărcată pozitiv. Astfel, se determină potențialul de odihnă. în primul rând, prin ioni de potasiu (gradient electrochimic K +). Privind în perspectivă, putem spune că potențialul de acțiune este determinat în principal de ionii de sodiu.
Ce se întâmplă când se stimulează un axon? Stimularea provoacă o schimbare pe termen scurt a permeabilității membranei pentru Na +. Na + în cantități mari pătrunde în axon. În consecință, numărul de cationi de pe suprafața interioară a membranei crește => încărcarea se modifică de la "-" la "+" (aici este depolarizarea!). Diferența potențială pe membrană variază de la -70 mV (milivolți) până la +40 mV. Schimbarea polarității se numește potențialul de acțiune. Întrebare: Care este potențialul acțiunii? Răspunsul va fi verificat mai târziu. Ce se întâmplă la + 40 mV? Inactivarea canalelor de sodiu și creșterea permeabilității membranei pentru ionii de potasiu. Ca urmare, K + părăsește axonul => cantitatea de cationi de pe suprafața interioară a membranei scade => încărcarea se modifică de la "+" la "-". Se produce repolarizarea. Se restabilește potențialul transmembranar inițial. Astfel, potențialul de acțiune depinde. în primul rând, din ionii de sodiu.
Potențialul de odihnă este restabilit, dar "indignarea" apărută nu trece fără urmă. Un curent local apare între regiunile active și inactive ale membranei. Depolarizarea unei părți a membranei duce la o depolarizare a regiunii vecine. Depolarizarea consecutivă a tuturor secțiunilor noi și noi ale membranei este un val de depolarizare. adică un impuls nervos.
Evenimente care apar atunci când apare un potențial de acțiune pot fi văzute pe grafic. Numerele denotă: 1 - depolarizare, 2 - repolarizare, 3 - hiperpolarizare.
Este interesant faptul că PD este supus legii "tot sau nimic". Un PD este declanșat atunci când depolarizarea atinge o valoare de prag. Dacă stimulul nu este suficient de puternic, atunci potențialul de acțiune nu este cauzat. Se pune întrebarea: dacă stimulul este suficient de puternic, cum sistemul nostru nervos diferenta este puternic, foarte puternic și stimul foarte, foarte puternic (amplitudinea este întotdeauna la fel)? Dar informațiile pot fi codificate în mai multe moduri! În acest caz, puterea stimulului va fi codificată de frecvență: cu cât intensitatea stimulului este mai mare, cu atât impulsurile nervoase apar mai des. Așadar, rețineți: frecvența impulsurilor nervoase este proporțională cu forța stimulului care le provoacă. Amplitudinea potențialului de acțiune este constantă pentru fiecare neuron. Potențialul de acțiune se propagă de-a lungul axonului, fără a schimba amplitudinea, adică este natura undamped (datorită stocării energiei locale sub forma unor gradienti de ioni).
În fibrele nervoase mielinizate, viteza impulsurilor nervoase este mult mai mare decât în cazul nervilor non-mielinizați. Myelinul este un izolator (ca o acoperire din cauciuc sau plastic a unui fir electric). Rezistența scade în intercepțiile de la Ranvier (aici se află circuitele locale) => ritmul sare de la o intercepție la alta. Această metodă de transmitere a impulsului nervos a fost numită sărare (din latara saltare - să sară). În medie, viteza cu care n. și. în astfel de fibre este de 120 m / s.
Rata impulsurilor nervoase din fibrele nemielinate depinde de grosimea lor: cea mai mare grosime, viteza mai mare (deoarece o mai mică rezistență - amintesc formula desigur fizica!). Dacă o persoană are o viteză de n. și. în fibrele nervoase nemyelinate este de 0,5 m / s. apoi în axon gigantic de calmar (o grosime de aproximativ 1 mm) - 100 m / s! Axioanele gigantice se găsesc nu numai în moluste, ci și în viermi și artropode.
Deci, dacă ai citit-o, încercați să atragă o imagine a unui televizor și să navigați prin ionii în absența stimulului, și sub influența sa, tratate cu programul prezentat aici, scrie toate cuvintele ciudate și-ar dori să înțeleagă mai profund în acest subiect, N. Green, W. Stout, D. Taylor vă așteaptă (volumul 2, capitolul 16).
Și, bineînțeles, cu toate întrebările, puteți să mă contactați. Olga Faritovna.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: