NERVIMPULS: EGENSKAPER, STADIER, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den nervimpuls är en serie av aktionspotentialer (AP) som inträffar längs axonet och andra elektriskt exciterbara celler (muskel- och glandular). I princip inträffar det när ett meddelande överförs från en neuron till en annan, eller från en neuron till ett effektororgan på grund av att en extern eller intern stimulans mottas.

Meddelandet är i huvudsak en elektrisk signal som genereras i dendritter eller neuronets kropp och reser till slutet av axon där signalen sänds. Denna handlingspotential är den primära elektriska signalen som genereras av nervceller, nervceller och orsakas av förändringar i membranets permeabilitet för specifika joner.

Källa: pixabay.com

Kinetiken och spänningsberoendet hos permeabiliteterna för vissa joner ger en fullständig förklaring av genereringen av handlingspotentialen.

egenskaper

Handlingspotentialen är då ett explosivt fenomen som kommer att föröka sig utan minskning längs nervfibrerna. Axon leder AP från dess utgångspunkt, som är spikinitieringszonen (nära neuronens axonkon) till de axonala terminalerna.

Neuroner är därför celler som är specialiserade på att ta emot stimuli och överföra impulser. De aktiva elektriska svaren från neuroner och andra exciterbara celler beror på närvaron av specialiserade proteiner, kända som spänningsgrindade jonkanaler, i cellmembranet.

För att nervimpulsen ska genereras måste en förändring nödvändigtvis ske i neuronets membran, som sträcker sig genom hela axonet. Den elektrokemiska skillnaden mellan cellcytoplasma och den extracellulära miljön möjliggör en potentiell skillnad på båda sidor av membranet.

Om vi ​​mäter denna skillnad i elektrokemisk potential inuti och utanför membranet skulle vi observera en skillnad på cirka -70 mV. I detta avseende är den inre sidan av neuronmembranet negativ med avseende på utsidan när det inte finns någon stimulans.

Ionkanaler och deras betydelse

Spänningsgrindade jonkanaler tillåter joner att röra sig över membranet som svar på förändringar i membranets elektriska fält. Det finns flera typer av jonkanaler som finns i neuronet, var och en som gör det möjligt att passera en specifik jonart.

Dessa kanaler är inte jämnt fördelade på membranet. Men i det axonala membranet kan vi hitta snabbverkande kanaler för Na + och K +, medan vi i den axonala terminalen hittar Ca + -kanaler.

K + -kanaler är ansvariga för att upprätthålla vilotillståndet för elektriskt exciterbara celler när det inte finns några stimuli för att utlösa AP, ett fenomen som kallas passiva förändringar i membranpotential.

Medan Na + -kanalerna reagerar snabbt, ingriper i depolarisationen av membranet när en PA eller aktiv förändring i membranpotentialen alstras.

Å andra sidan spelar Ca + -kanalerna, även om de öppnar långsammare under depolarisering, den grundläggande rollen att sprida elektriska signaler och utlöser frisättningen av neurotransmitter-signaler vid synapser.

Bioelement som deltar i neuronens excitabilitet

Impulsen inträffar på grund av asymmetri i koncentrationen av bioelement och biomolekyler mellan cytoplasma och det extracellulära mediet. De viktigaste jonerna som deltar i neuronens excitabilitet är Na +, K +, Ca2 + och Cl-.

Det finns också några organiska anjoner och proteiner som bara finns i den intracellulära vätskan och inte kan lämna det eftersom plasmamembranet är ogenomträngligt för dessa komponenter.

Utanför cellen finns en högre koncentration av joner såsom Na + (10 gånger mer) och Cl- och inuti upp till 30 gånger mer K + och en stor mängd organiska anjoner (proteiner) som genererar en negativ laddning i cytoplasma.

Så snart de spänningskänsliga Na + och K + kanalerna är öppna överförs spänningsförändringarna till områden intill membranet och inducerar öppningen av spänningskänsliga komponenter i dessa områden och överföringen av spänningen ändras till andra. längst sektorer.

Efter stängningen av Na + och K + kanalerna inaktiveras grindarna under en kort period, vilket innebär att drivkraften inte kan gå tillbaka.

Åtgärdspotentialberoende

Produktionen av handlingspotentialen beror då på tre väsentliga element:

Först aktiv transport av joner med specifika membranproteiner. Detta genererar ojämna koncentrationer av en jonart eller flera på båda sidor av den.

För det andra genererar jämn fördelning av jonerna en elektrokemisk gradient över membranet som genererar en källa för potentiell energi.

Slutligen tillåter joniska arter, selektiva gateda jonkanaler, jonströmmar att strömma drivs av elektrokemiska gradienter genom dessa membranspannande kanaler.

Stages

Vilande potential

När en handlingspotential inte överförs är neuronets membran i vila. I detta fall innehåller den intracellulära vätskan (cytoplasma) och den extracellulära vätskan olika koncentrationer av oorganiska joner.

Detta resulterar i att det yttre skiktet av membranet har en positiv laddning medan det inre skiktet har en negativ laddning, vilket innebär att membranet i vila är "polariserat". Denna vilopotential har ett värde av -70 mv, det vill säga potentialen inuti cellen är 70 mV mer negativ än den extracellulära potentialen.

Na + inträde och K + utgång finns normalt i cellen på grund av effekten av koncentrationsgradienten (aktiv transport). Eftersom det finns mer Na + utanför cellen, tenderar den att komma in och eftersom det finns mer K + i cellen, tenderar den att gå ut för att utjämna sin koncentration på båda sidor av membranet.

Den olika joniska koncentrationen bibehålls genom verkan av ett membranprotein som kallas "natrium- och kaliumpumpen". För att bevara potentialskillnaden tar Na + och K + -pumpen 3 Na + -joner bort från cellen för varje två K + som den introducerar.

Nervimpulsbildning

När en stimulans presenteras i receptorområdet i neuronmembranet produceras en genererande potential som ökar permeabiliteten för Na + i membranet.

Om denna potential överskrider exciterbarhetsgränsen som är -65 till -55 mV genereras en nervimpuls och Na + införs så snabbt att även Na + och K + -pumpen inaktiveras.

Den massiva tillströmningen av positivt laddad Na + får de ovannämnda elektriska laddningarna att vända. Detta fenomen är känt som membran depolarisering. Den senare stannar på cirka + 40 mv.

När man når tröskeln genereras alltid en standard BP, eftersom det inte finns några stora eller små nervimpulser, följaktligen är alla handlingspotentialer lika. Om tröskeln inte uppnås händer ingenting, som kallas principen "allt eller ingenting".

PA är mycket kortvarigt 2 till 5 millisekunder. Ökningen i membranets permeabilitet till Na + upphör snabbt eftersom Na + -kanalerna inaktiveras och permeabiliteten för K-jonerna som flyter från cytoplasma ökar, vilket återupprättar vilopotentialen.

Impulsförskjutning

Impulsen förblir inte i neuronmembranet där den genereras som en följd av en generatorpotential, utan går istället genom membranet längs neuronet tills det når änden av axon.

Impulsens överföring består av dess rörelse i form av elektriska vågor längs nervfibern. När den når axonens terminalfötter måste den korsa en synapse, vilket görs med hjälp av kemiska neurotransmittorer.

AP förflyttar sig längs nervfibern kontinuerligt, om den inte har myelin, men om den gör det, isolerar myelinskikten nervfibermembranet genom hela ytan utom i Ranviers knölar. PA i denna situation går framåt i hopp från en nod till nästa, som kallas saltgivande ledning.

Denna typ av överföring sparar mycket energi och ökar hastigheten på impulsen och överföringen av informationen eftersom depolarisering endast sker i Ranviers noder. Hastigheter på upp till 120 m / sek har registrerats, medan för fibrer som inte täcks av myelin är ungefärlig hastighet 0,5 m / sek.

Synaptisk överföring

Flödet av nervimpulsen går från den afferenta änden av nervcellen som innefattar kroppen och dendritterna till den efferenta änden som bildas av axon och dess säkerhetsgrenar. Här ingår de axonala ändarna vid ändarna av terminalfötterna eller synaptiska knappar.

Kontaktområdet mellan en neuron och en annan eller mellan en neuron och en muskel- eller körtelcell kallas en synapse. För förekomsten av synapsen spelar neurotransmittorer en grundläggande roll så att det överförda meddelandet har kontinuitet på nervfibrerna.

Impulsens cykliska beteende

I huvudsak är en handlingspotential en förändring i membranets polaritet från negativ till positiv och tillbaka till negativ i en cykel som varar 2 till 5 millisekunder.

Varje cykel inkluderar en stigande fas av depolarisering, en fallande fas av repolarisering och en sub-fallande fas som kallas hyperpolarisering vid siffror under -70 mv.

Funktioner

Nervimpulsen är ett elektrokemiskt meddelande. Det är ett meddelande eftersom det finns en mottagare och en avsändare och det är elektrokemiskt eftersom det finns en elektrisk komponent och en kemisk komponent.

Genom nervimpulsen (handlingspotential) transporterar neuroner information snabbt och exakt för att samordna handlingarna i hela en organism.

PA: er ansvarar för varje minne, känsla, tanke och motorisk respons. Detta inträffar i de flesta fall på stora avstånd för att kontrollera effektorresponser som inkluderar jonkanalöppning, muskelkontraktion och exocytos.

referenser

1. Alcaraz, VM (2000). Nervsystemets struktur och funktion: sensorisk mottagning och organismens tillstånd. UNAM.
2. Bacq, ZM (2013). Kemisk överföring av nervimpulser: en historisk skiss. Elsevier.
3. Brown, AG (2012). Nervceller och nervsystem: en introduktion till neurovetenskap. Springer Science & Business Media.
4. Kolb, B., & Whishaw, IQ (2006). Mänsklig neuropsykologi. Panamerican Medical Ed.
5. McComas, A. (2011). Galvanis gnista: berättelsen om nervimpulsen. Oxford University Press.
6. Morris, CG, & Maisto, AA (2005). Introduktion till Psykologi . Pearson Education.
7. Randall, D., Burggren, W., & French, K. (2002). Eckert. Djurfysiologi: Mekanismer och anpassningar. Fjärde upplagan. McGraw-Hill Interamericana, Spanien.
8. Toole, G., & Toole, S. (2004). Essential AS Biology for OCR. Nelson Thornes.