[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Dlategoten potencjał błonowy określony jest zarówno przez stan kanałów jonowych, i przez stężenia jonów wcytozolu i środowisku pozakomórkowym.Ponieważ jednak procesy elektryczne na błonie komórkowejzachodzą bardzo szybko w porównaniu ze zmianami stężeń jonów w całej masie płynu w milisekundach wporównaniu z sekundami lub minutami - to kanały jonowe są najważniejsze w kontrolowaniu potencjałubłonowego.4.1.20.KANAAY JONOWE I SYGNALIZACJA W KOMRKACH NERWOWYCHpodstawowym zadaniem komórki nerwowej, czyli neuronu, jest przyjmowanie, przewodzenie i przekazywanie sygnałów.Neurony przewodzą sygnały dośrodkowo z narządów zmysłów do ośrodkowego układu nerwowe-go który składa się zmózgu i rdzenia kręgowego.W układzie tym sygnały przechodzą z jednego neuronu do drugiego, tworząc niezwykleskomplikowane sieci informacyjne, umożliwiające analizę i interpretowanie sygnałów dochodzących z narządówzmysłów oraz odpowiadanie na te sygnały Poza ośrodkowym układem nerwowym znajdują się długie wypust-ki 15neuronów wchodzących w skład tego układu, dzięki którym przesyłają one sygnały regulujące działanie mięśni igruczołów.Pełnienie tych funkcji wymaga często niezwykłego wydłużenia neuronów: na przykład, neuronymotoryczne człowieka przewodzące sygnały z rdzenia kręgowego do mięśni stopy mogą sięgać jednego metradługości.Każdy neuron składa się z ciała komórki perykarionu (zawierającego jądro), z którego promieniście rozchodząsię długie i cienkie wypust-ki Zwykle neuron posiada jeden długi akson przewodzący sygnały od-środkowo odperykarionu do odległych komórek docelowych, a liczne krótkie, rozgałęzione dendryty wystają z perykarionu jakanteny i tworzą powiększoną powierzchnię do przyjmowania sygnałów z aksonów innych neuronów.Zazwyczaj na końcuaksonu znajdują się liczne Rozgałęzienia, z których każde kończy się zakończeniem nerwu, przez co wiadomość możezostać równocześnie przekazana z danego neuronu do wielu komórek docelowych, którymi są inne neurony, komórkimięśni i gruczołów.Rozgałęzienia dendrytów mogą być również bardzo rozległe i w pewnych przypadkach umożliwiająprzyjęcie przez pojedynczy neuron aż do 100 000 wejść informacyjnych.Niezależnie od tego, jakie jest znaczenie sygnału przekazywanego przez neuron - czy będzie to informacjawzrokowa z oka, czy polecenie motoryczne do mięśnia, czy etap analizy sygnału w mózgu - forma sygnału jest zawszetaka sama: składają się na nią zmiany potencjału elektrycznego w poprzek błony komórkowej neuronu.4.1.21.POTENCJAAY CZYNNOZCIOWE UMO%7łLIWIAJ SZYBKIE KOMUNIKOWANIE SI NA DU%7łEODLEGAOZCINeuron jest stymulowany przez sygnał - zazwyczaj z innego neuronu - doprowadzony do określonego miejsca napowierzchni komórki.Sygnał ten wywołuje w tym miejscu zmianę potencjału błonowego.Jednak aby sygnał mógł byćprzenoszony dalej, zmiana potencjału błonowego musi się z tego miejsca - które znajduje się zwykle na dendrycie lubperykarionie rozszerzyć tak, aby dotrzeć do zakończeń aksonu, które przekazują sygnał do następnych komórekdanej drogi nerwowej.Chociaż lokalna zmiana potencjału błonowego może rozszerzać się biernie wzdłuż aksonu lubdendrytu na przylegające obszary błony komórkowej, to jednak słabnie ona w miarę oddalania się od zródła.Osłabienie to nie ma znaczenia przy krótkich odległościach, ale przy przesyłaniu informacji duże odległościtakie bierne roprowadzanie jest niewystarczające.Ten sam sposób sygnał telefoniczny może byćprzeniesiony bez wzmocnienia na krótkie odległości przez przewody w obrębie miasta, ale przekazanie goprzez ocean podwodnym kablem wymaga odcinkowego wzmacniania.Neurony rozwiązały problemkomunikowania się na duże odległości przez zastosowanie mechanizmu sygnalizacji aktywnej: lokalnybodziec elektryczny o dostatecznej sile wyzwala w błonie komórkowej eksplozję aktywności elektrycznej, którajest bardzo szybko rozprowadzana wzdłuż błon aksonu i podtrzymywana wzdłuż całej drogi przezautomatyczne odnawianie.Ta wędrująca fala pobudzenia elektrycznego, znana jako potencjał czynnościowylub impuls nerwowy, może przenosić informację bez osłabiania sygnału z jednego końca neuronu na drugi zszybkością do 100 metrów na sekundę.4.1.22.POTENCJAAY CZYNNOZCIOWE S Z REGUAY WYNIKIEM DZIAAANIA KANAAW Na+BRAMKOWANYCH NAPICIEMBodzcem wyzwalającym potencjał czynnościowy w neuronie jest z reguły gwałtowna miejscowadepolaryzacja błony komórkowej - to jest przesunięcie potencjału błonowego do wartości mniej ujemnejwewnątrz komórki.Bodziec, który w danym miejscu wywołuje depolaryzację dostatecznie silną, abyprzekroczyła odpowiednią wartość powoduje natychmiastowe otwarcie na krótki czas kanałów Na+.bramkowanych napięciem, co umożliwia wniknięcie do komórkimałej ilości zgodnie z gradientem elektrochemicznym tego jonu.Wejście ładunku dodatniego pociąga zasobą dalszą depolaryzację błony (to znaczy, że potencjał błonowy staje się jeszcze mniej ujemny), co zkolei powoduje otwarcie dalszych kanałów Na+ bramkowanych napięciem, a to wprowadza do komórkinastępne jony Na+ i wywołuje dalszą depolaryzację.Proces ten postępuje w sposób samowzmacniający sięaż - w czasie około milisekundy -charakterystyczna dla stanu spoczynkowego wartość potencjału błon (-60mV) na niewielkim obszarze błony nie zostanie zmienionado wartości około +40 mV Ta ostatnia wartość jest bliska potenciału błonowemu, przy którym siłaelektrochemicznanapędzająca ruch Na+ przez błonę jest równa zero - a więc, przy której efekty potencjału błonowego i gradientustężeń Na+ są sobie równe i przeciwstawne, co uniemożliwia Na+ opuszczanie komórki łub wejście do niej
[ Pobierz całość w formacie PDF ]