Rakumembraanis asuvad Na +, K + -atfaas, naatrium- ja kaaliumikanalid.

Na +, k + -atfaz Tänu ATP energiale pumbab pidevalt Na + väljapoole ja K + sees, luues nende ioonide kontsentratsiooni transmembraani gradienti. Naatriumipump pärsib Wabaine.

Naatriumi ja kaaliumi kanalid Võib läbida Na + ja K + oma kontsentratsioonide kaldekoormuses. Naatriumkanaleid blokeeritakse novokaiin, tetrodotoksiin ja kaalium-tetraetlammoonium.

Na +, K + -atfase, naatriumi- ja kaaliumikanalite töö võib luua membraani rahu ja potentsiaali .

Potentsiaalne puhkus - See on potentsiaalne erinevus välimise ja sisemembraani vahel rahustingimustes, kui naatriumi- ja kaaliumikanalid on suletud. Selle väärtus on -70MV, see on loodud peamiselt K + kontsentratsiooniga ja sõltub Na + ja Cl -. K + kontsentratsioon raku sees on 150 mmol / l, väljaspool 4-5 mmol / l. Na + kontsentratsioon raku sees on 14 mmol / l, väljaspool 140 mmol / l. Negatiivne tasu rakkude sees Loo anionid (glutamaat, aspartaat, fosfaatide), mille rakumembraani on läbimatu. Puhke potentsiaal on kogu kiudaine ja ei ole närvirakkude spetsiifiline eripära.

Närvi ärritus võib põhjustada tegevuspotentsiaali.

Tegevuspotentsiaal - See on lühiajaline muutus välise ja sisemembraani võimaliku erinevuse tõttu erutuse ajal. Tegevuspotentsiaal sõltub Na + kontsentratsioonist ja tekib vastavalt põhimõttele "kõik või mitte midagi."

Tegevuspotentsiaal koosneb järgmistest etappidest:

1. Kohalik vastus . Kui stiimuli toimingu kohaselt, on 50 mV läviväärtuse potentsiaali muutumine, soda kanalid avatakse, millel on suurem ribalaius kui kaalium.

2. Stage depolarisatsioon. Na + oja raku sees viib esmalt membraani depolariseerimiseni 0 mV-ni ja seejärel polaarsuse inversioonile + 50 mV-ni.

3. Repolarisatsiooni etapp. Naatriumkanalid on suletud ja kaalium avatud. K + väljund rakust taastab membraani potentsiaali ülejäänud potentsiaali tasemele.

Ioonkanalid avanevad lühikese aja jooksul ja pärast nende sulgemist, naatriumipump taastab ioonide esialgse jaotuse membraani külgedele.

Närviline impulss

Erinevalt puhkuse potentsiaalist hõlmab meetmete potentsiaal ainult aksoni väga väike osa (müekaldatud kiududes - ühest Ranvieri pealtkuulamisest naabrusesse). Saabumine ühele AXONile saidile vähendab action potentsiaali, mis on tingitud sellest saidist kiudakiudude difusioonist, vähendab naaberpiirkonna ülejäänud potentsiaali ja põhjustab siin sama arengupotentsiaali. Tänu sellele mehhanismile jagatakse meetmete potentsiaali närvikiudude poolt ja seda nimetatakse närviimpulss .

Müeliniseeritud närvikiu, naatriumi- ja kaaliumioonkanalid asuvad Ranvieris mitte-füsifitseerimata piirkondades, kus aksonmembraan on kokkupuutes intertsellulaarse vedelikuga. Selle tulemusena närviimpulse liigub "hüppab": na + ioonid sisenevad sisenevad kanaleid ühes pealtkuulamisel, difuusse piki aksoni mööda potentsiaalset gradienti kuni järgmise pealtkuulamiseni, vähendades läviväärtuste potentsiaali ja seeläbi indutseerida tegevuspotentsiaal. Tänu sellisele seadmele on müeheliniseeritud kiudude impulsskäitumise määr 5-6 korda rohkem kui mitte-rakulise kiudude puhul, kus ioonikanalid on ühtlaselt mööda kogu kiudude pikkuses ja toimingu potentsiaal liigutatakse mitte hüppab ja sujuvalt.

SINAPS: liigid, struktuur ja funktsioonid

1891. aastal Formuleeritud närvikoormus Vastavalt närvisüsteemi koosneb mitmesugustest üksikutest rakkudest - neuronitest. See jäi ebaselgeks küsimusele: milline on ühe neuronite vahelise suhtluse mehhanism? Cherry Sherngton 1887. aastal. Selgitada neuronite koostoime mehhanismi, Termin "Synaps" ja "sünaptilise ülekande".

Närviline impulss (Lat. nervus närvi; lat. impulss löök, push) - ergastuslaine levitamise närvikiudu; Paljundusrõhk.

Närvimpulss tagab teabe edastamise retseptoritest närvikeskustele ja nendest täitevorganitele - skeleti lihastele, siseorganite ja sisemiste ja väliste sekretsiooni näärmete silelihasetele jne.

Keeruline teave keha ärrituse kohta kodeeritakse üksikute närvimpulsside rühmades - rida. Seaduse kohaselt "kõik või mitte midagi" (vt) amplituud ja kestus üksikute närviimpulsside associated sama kiudaineid, konstantse ja sageduse ja arv närvimpulsside rida sõltub intensiivsuse ärrituse. See informatsiooni edastamise meetod on kõige vastastikusem, s.t laiemates piirides, see ei sõltu juhtivate kiudude seisundist.

Närviimpulsside paljundamine tuvastatakse potentsiaalsete toimivusega (vt bioelektrilised potentsiaalid). Ergastamise esinemine võib olla ärrituse tulemus (vt) Näiteks valguse mõju visuaalsele retseptorile, kuulmisretseptori helile või kudedes esinevate protsesside (spontaanne esinemine N. ja.). Sellistel juhtudel N. ja. Pakkuda organite kokkulepitud töö mis tahes füsioloogilise protsessi voolu ajal (näiteks hingamisprotsessis N. ja. Põhjus skeleti lihaste ja diafragmade vähendamine, mille tulemuseks on hinge ja välja hingata jne).

Elusorganismides saab teabe edastamist läbi viia ja humoraalseid hormoonide, vahendajate jne verevoolis heitkogustega heitkoguste kaudu N. ja see on see, et see on enam suunatud, edastatakse kiiresti ja võib olla Täpsemalt kodeeritud kui humoraalse süsteemi saadetud signaalid.

Asjaolu, et närvikohvrid on viis, mõju aju lihased ja vastupidises suunas edastatakse, oli tuntud ajastu antiikajast. Keskajal ja kuni 17. sajandi keskpaigani. Arvatakse, et mõningaid aineid, sellist vedelikku või leeki rakendatakse närvide poolt. N. ja. \\ T pärineb 18. sajandist. Elektrieestuste esimesed uuringud Ergatsioonide esinemise ja paljundamisega seotud elukuedes viidi läbi L. Galvani. G. Helmgoltz näitas, et levitamise kiirus N. ja., K-Rui oli varem valguse kiiruse lähedal, sellel on lõplik väärtus ja seda saab täpselt mõõta. Hermann (L. Hermann) tutvustas füsioloogiasse tegevuspotentsiaali mõistet. Selgitus mehhanismi esinemise ja käitumise ergastus on muutunud võimalikuks pärast loomise S. ARRHENIUS teooria elektrolüütilise dissotsiatsiooni. Selle teooria Bernsteiniga (J. Bernstein) kohaselt näitas N. ja. Ioonide liikumise tõttu närvikiu ja keskkonna vahel. Inglise Teadlased A. Hodgkin, B. KATZ ja E. Huxley uuris üksikasjalikult etendamisvõimalusi tegevuspotentsiaali väljatöötamise aluseks olevatele transmembraanse ioonsetele. Hiljem uuriti intensiivselt ioonkanalite töömehhanisme intensiivselt, ioonid vahetatakse aksoni ja keskkonna vahel ning mehhanismid, mis tagavad närvikiudude võime läbi viidud N. ja. Erinev rütm ja kestus.

N. ja. See levib närvis kiudude põnevate ja ootamatute piirkondade vahel tekkivate kohalike hoovuste arvelt. Kiudist väljapoole jääv praegune puhkeasend on ärritav. Tulemine pärast ergutamist närvisoomade kiudude sektsioonis põhjustab translatiivse liikumise N. ja.

Kvantitatiivselt võib toimepotentsiaali arendamise erinevate etappide suhtarvud iseloomustada nende võrdlemisel amplituudi ja aja jooksul. Niisiis, näiteks kontserni müeliini närvikiudude puhul, imetajakiudude läbimõõt on vahemikus 1-22 MK, kiirusel teostada 5-120 m / s, kestus ja amplituud kõrgepinge Osa (Peak või Spike) - 0,4-0, 5 ms ja 100-120 MV võrra võrra negatiivne potentsiaal - 12-20 ms (3-5% spike amplituudist), Trace positiivne potentsiaal - 40- 60 ms (0,2% Spike amplituudist).

Mitmesuguse teabe edastamise võimalusi laiendatakse, suurendades meetmete potentsiaali, leviku määra, samuti suurendades võrreldavusi (vt) - see tähendab, et erutuste võime reprodutseerida ergastusse rütmi ajaühiku kohta.

N. ja. \\ T seotud närvikiudude struktuuriga (vt). Tuum kiud (Axoplasma) on madal vastupidavus ja seega hea juhtivus ja plasmamembraani ümbritsev Axoplasum on suurem resistentsus. Eriti suur elektriline takistus välisseaki müekaldatud kiududes, kus nad ei sisalda paksu müeliini kesta ainult pealtkuulamise Ranvier. Messengeri kiududes N. ja. Liigub pidevalt ja Myeines - hüppas (sõelumine).

Eristage ergastuse laine vähenemist ja mitteläbilaskmatu jaotus. Kaunista, st põnevuse käitumist väljasuremisega täheldatakse sõnumitoodud kiududes. Sellistes kiududes, N. ja. See on väike ja ärrituse kohast eemaldatud, väheneb kohalike voolude tüütu mõju järk-järgult kuni väljasuremiseni. Madala funktsiooni, liikuvusega siseorganite kiudude dekoratiivne läbiviimine iseloomulik. Ilma vähese käitumiseta on iseloomulik müeliinile ja neile vaikivatele kiududele, mis edastavad signaale kõrge reaktiivsusega elunditele (nt südamelihase). N. hüvitamise korral ja. \\ T See võtab kõik teed ärrituse kohast teabe rakendamise koht ilma nõrgenemiseta.

Maksimaalne kiirus N. ja., Registreeritud imetajate kiirusega närvikiudude, on 120 m / s. Kõrgeim impulsi kiirused on võimalik saavutada närvi kiudude läbimõõdu suurenemise tõttu (messengeri kiududes) või müeliinisaadi aste suurendamise tõttu. Ühe N. ja. \\ T See iseenesest ei nõua see koheselt energiakulusid, sest membraani teatud tasemel on iga närvikiudude iga osa läbiviimiseks valmisoleku ja ärritava stiimuli osakaalul on "vallandaja" roll. Närvikiuduse algseisundi taastamine ja selle säilitamine uue N. ja. See on seotud närvis kiududes esinevate biokeemiliste reaktsioonide märkimisväärse energiaga. Taastumisprotsessid on N. ridade puhul väga oluline. Rütmilise ergastamise (impulsi ridade) läbiviimisel närvikiudude, soojusprodukt ja hapniku tarbimine suureneb, makro-ergilised fosfaadid tarbitakse ja aktiivsus Na on suurenenud, K-ATF-ASE K-RUI identifitseeritakse naatriumiga Pump. Erinevate füüsiliste voolu intensiivsuse muutmine. Ja biokeemilised protsessid sõltuvad rütmilisest erutuse iseloomust (impulsside ridade kestus ja nende jälgimise sagedus) ja närvi füsioloogilise seisundi. Suure arvu N. ja. Kõrge rütmis närvikiudude puhul võib "metaboolne võlg" koguneda (see kajastub suure tõusupotentsiaalide suurenemises) ja seejärel on taastumisprotsessid edasi lükatud. Kuid nendel tingimustel võib närvikiudude võime viia N. ja. Pikka aega jääb samaks.

Edastamine N. ja. Närvikiududest lihaste või mõne muu efektorina toimub sünapide kaudu (vt). Selgroogsete loomade puhul tekib valdav enamikul juhtudel efektsiooni efektsiooni ülekandmist atsetüülkoliini isolaadi (skeletilihaste neuromuskulaarsete sünapside, sünaptiliste ühendite sünaptiliste ühendite abil jne) abil. Selliste sünapide puhul iseloomustab see rangelt ühepoolset juhtimispulssi ja ergutamise ülekande ajutise viivituse olemasolu.

Sügapsides sünapsi pilu, mille elektrivoolu resistentsus tõttu suur pindalapindade on väike, elektrilise ergastuse edastamise tekib. Neil ei ole omaduse ja võimaliku kahepoolse käitumise sünaptilist viivitust. Sellised sünapsid on selgrootute loomade suhtes omased.

Registreerimine N. ja. Leitud laia taotluse Biol, teadusuuringute ja kiilu, praktika. Registreerimiseks kasutatavad COBWEETS ja sagedamini katoodi ostsilloskoobid (vt ostsillograafia). Mikroelektrode tehnoloogia abil (vt mikroelektrode uurimismeetodit), registreeritakse N.. Ühtsetes ärritavatel kujundustes - neuronid ja teljed. Võimalused õppida N. ja. Oluliselt laienenud pärast potentsiaalse fikseerimismeetodi väljatöötamist. See meetod saadi põhiandmed ioonvoolude kohta (vt bioelektrilisi potentsiaali).

N. ja. \\ T See esineb närviravi kahjustuste ajal, näiteks mehaaniliste vigastustega, pigistades kasvaja või põletikuliste protsesside laienemise tulemusena. Sellised rikkumised N. ja. Sageli on pöördumatu. Innatsiooni lõpetamise tagajärjeks võivad olla rasked funktsionaalsed ja troofilised häired (nt jäsemete skeletilihaste atroofia pärast N. saabumise lõpetamist ja närvisüsteemi pöördumatu vigastuse tõttu). Pöörduv lõpetamine N. ja. Võib olla põhjustatud spetsiifiliselt terapeutilistel eesmärkidel. Näiteks anesteetika abil blokeeritakse impulss valulikud retseptorid C. n. alates. Pöörduv lõpetamine N. ja. Põhjustab novokaatide blokaadi. N. ja. \\ T Närvirühmade puhul täheldatakse ka üldise anesteesia ajal.

Bibliograafia: Burzh M. A. Närvisüsteemi elektriline tegevus, trans. Inglise keelest, M., 1979; Zhukov E. K. Esksed neuromuskulaarse füsioloogia, L., 1969; Connel K. Recovery Protsessid ja ainevahetus närvis, raamatus: SOVAR, PROBF. Biofüüsika. inglise keeles, ed. G. M. Frank ja A. G. Pasynsky, Vol. 2, lk. 211, M., 1961; Sostor P. G. Füsioloogia Kesknärvisüsteemi, Kiiev, 1977; Latmanizova l.v. põnevuse füsioloogia visand, M., 1972; Närvisüsteemi üldine füsioloogia, ed. P. G. Kostyka, L., 1979; Tasaki I. Närviline põnevus. Inglise keelest, M., 1971; Hodgkin A. närviline impulss. Inglise keelest, M., 1965; HODOROV B.I. PÕLLUMAJANDUSLIKE PÕHIMÕTTED, M., 1975.

Isik tegutseb meie keha koordinaatorina. See edastab aju musksuaalse, elundite, kudede ja nendest tulevate signaalide käsu käsu. Närvisüsteemi impulsi kasutatakse omamoodi andmekandjana. Mida ta esindab? Kui kiiresti see toimib? Need, samuti mitmed muud küsimused, leiate vastuse selles artiklis.

Mis on närvisüsteemi impulss?

Nii et helistage ergastuslainele, mis levib läbi kiudude vastuse neuronite ärritusele. Tänu sellele mehhanismile on tagatud teabe edastamine erinevatest retseptoritest kesknärvisüsteemile. Ja tema omakorda erinevatele organitele (lihased ja näärmed). Ja milline on see protsess füsioloogilisel tasandil? Närvimpulse edastamise mehhanism on see, et neuronimembraanid võivad muuta nende elektrokeemilist potentsiaali. Ja meile huvipakkuv protsess toimub sünapide valdkonnas. Närvisüsteemi impulssi kiirus võib varieeruda 3 kuni 12 meetri kaugusel sekundis. Üksikasjalikumalt selle kohta, samuti teguritest, mida nad seda mõjutavad, räägime ikka veel.

Struktuuri ja töö uurimine

Esimest korda närviimpulsi läbimist näitasid Saksa teadlased närviimpulse poolt E. Eemanduse ja G. Helmholizi poolt konnast. Siis leiti, et bioelektriline signaal kehtib eelnevalt näidatud kiiruse suhtes. Üldiselt on see võimalik konkreetse konstruktsiooni tõttu mingil moel sarnanevad elektrikaabliga. Niisiis, kui te teostate paralleeli sellega, siis juhid on aksonid ja isolaatorid on nende müeliini kestad (need on Schwanni raku membraan, mis on haavatud mitmetes kihtides). Lisaks sõltub närvimpulssi kiirus peamiselt kiudude läbimõõduga. Teine kõige olulisem on elektriisolatsiooni kvaliteet. Muide, organismi kasutab organism müeliini lipoproteriid, millel on dielektrilise omadused. Kõik muud asjad on võrdsed, seda rohkem on see kiht, seda kiiremini närviimpulsside kiiremini läheb. Isegi hetkel on võimatu öelda, et see süsteem on täielikult uuritud. Palju, mis on seotud närvide ja impulssidega, jääb endiselt salapära ja teema.

Struktuuri ja toimimise omadused

Kui me räägime närvilise impulsi teest, tuleb märkida, et kiud ei ole hõlmatud kogu selle pikkusega. Ehituse koosseis on selline, et praegune olukord on kõige parem võrreldes kõige paremini isoleerivate keraamiliste haakeseadiste loomisega, mis on elektrikaabli terminalil tihedalt varrased (kuigi sel juhul axoni kohta). Selle tulemusena on olemas väikesed eraldamata elektrilised osad, millest ioonvool saab aksoni keskkonnale rahulikult valada (või vastupidi). Sellisel juhul ärritab membraan. Selle tulemusena tekitatakse põlvkond, mis ei ole isoleeritud. Seda protsessi nimetatakse Ranvier pealtkuulamiseks. Sellise mehhanismi olemasolu võimaldab teil närvilise impulsi palju kiiremini levida. Räägime sellest näidetest. Seega on närvilise impulsi läbiviimise kiirus paksu müeliniseeritud kiududes, mille läbimõõt 10-20 mikronit kõigub 70-120 meetrit sekundis. Arvestades, et need, kellel on optimaalne struktuur, see arv on väiksem kui 60 korda!

Kus nad loovad?

Närvimaalsed impulsid esinevad neuronites. Võimalus luua selliseid "sõnumeid" on üks nende peamisi omadusi. Närvisüsteemi impulss tagab sama tüüpi aksoni kiire leviku suurel kaugusel. Seetõttu on see keha teabe jagamiseks kõige olulisem vahend. Andmed ärrituse kohta edastatakse nende järgneva sageduse muutmisega. Perioodika on keeruline periood, mis võib olla sadu närviimpulsse ühe sekundi jooksul. Mõnevõrra sarnast põhimõtet, kuigi oluliselt keeruline, arvuti elektroonika töötab. Niisiis, kui närvimpulsid esinevad neuronites, siis need kodeeritakse teatud viisil ja alles siis juba edastatakse. Samal ajal rühmitatakse teave spetsiaalseteks "pakenditeks", millel on järgmiste erinevate arv ja milline. Kõik see kokku volditud ja on aluseks rütmilise elektrilise aktiivsuse meie aju, mida saab registreeritud tänu elektroencephalogrammi.

Rakkude tüübid

Rääkides närviimpulse läbimise järjestusest, on võimatu olla möödasõit (neuronid), mille jaoks elektriliste signaalide edastamine toimub. Niisiis, tänu neile vahetada teavet erinevate osade meie keha. Sõltuvalt nende struktuurist ja funktsionaalsest kasutamisest eraldatakse kolm tüüpi:

1. Retseptor (tundlik). Need kodeeritakse ja keerates närvisõnumisse impulsse kõik temperatuur, keemilised, heli, mehaanilised ja kergeid stiimulid.
2. Lisab (nimetatakse ka dirigent või sulgemiseks). Nad teenivad impulsside töötlemiseks ja vahetamiseks. Nende suurim number on inimese pea ja seljaaju.
3. Tõhus (mootor). Nad saavad kesknärvisüsteemi käske, et tagada teatud toimingute tegemise (heleda päikese käes, sulgege silma ja nii edasi).

Igal neuronil on raku korpus ja protsess. Närvilise impulsi tee kehal algab just viimasest. Protsessid on kahest tüübist:

1. Dendriti. Nad on usaldatud nende poolt asuvate retseptorite ärrituse tajumise funktsiooni.
2. Axons. Tänu nendele edastatakse närviimpulsid rakkudest töötajale.

Rääkides närvilise impulsi kandmisest rakkude kaudu, on raske ühe huvitava hetkega rääkida. Niisiis, kui nad on üksi, siis ütleme, naatriumi kaaliumipump tegeleb liikuvate ioonidega nii, et see oleks värske vee toime saavutamiseks sees ja soolane väliselt. Kasutatud tasakaalustamatuse tõttu võib membraani erinevust täheldada kuni 70 milvololti. Võrdluseks on see 5% tavalisest, kuid niipea, kui rakutingimused muutuvad, on saadud tasakaal katki ja ioonid hakkavad vahetama kohtades. See juhtub siis, kui närvilise impulssi tee läbib selle. Ioonide aktiivse tegevuse tõttu nimetatakse seda toimingut ka meetmete potentsiaali. Kui see jõuab kindlat indikaatorit, algavad pöördprotsessid ja rakk jõuab puhkeolekuni.

Tegevuse potentsiaali

Rääkides närvilise impulsi ümberkujundamisest ja selle jaotusest, tuleb märkida, et see võib olla hale millimeetrite sekundis. Siis signaale käest aju jõuaksid hetked, mis ei ole ilmselgelt hea. Siin on ka rolli tugevdamisel potentsiaali tegevuse varem varasema kesta Myelin. Ja kõik tema "vahelejätmised" paigutatakse nii, et neil on ainult positiivne mõju signaali edastamise kiirusele. Niisiis, kui impulss saavutatakse axoni keha põhiosa lõppu, edastatakse see kas järgmise raku või (kui me räägime ajust) arvukate neuronite oksadega. Viimastel juhtudel on veidi erinev põhimõte.

Kuidas kõik töötab ajus?

Räägime, milline närvilise impulsi käiguvahetus töötab meie kesknärvisüsteemi kõige olulisemates osades. Siin on nende naabrite neuronid eraldatud väikeste piludega, kuna neid nimetatakse sünapseks. Tegevuspotentsiaal ei saa nende kaudu liikuda, nii et see otsib teistsuguse viisi järgmisele närvikule. Iga protsessi lõpus on väikesed kotid, mida nimetatakse presünaptilisteks mullideks. Igas neist on spetsiaalsed ühendused - neurotransmitterid. Kui tegevuspotentsiaal saabub, siis vabastatakse molekuli kotid. Nad ületavad sünapsi ja liituvad membraanis asuvate eriliste molekulaarsete retseptoritega. Samal ajal on tasakaalus häiritud ja ilmselt ilmub uus tegevuspotentsiaal. See on veel usaldusväärsem, neurofüsioloogid tegelevad selle küsimuse uurimisega.

Neurotransmitterite töö

Närviimpulsside edastamisel on nendega mitmeid võimalusi:

1. Nad on deformeeritud.
2. Kemikaalide jagamise korral.
3. Tagasi oma mullide juurde (seda nimetatakse tagurpidi).

20. sajandi lõpus tehti silmatorkav avastus. Teadlased on õppinud, et neurotransmitteritele mõjutavad ravimid (samuti nende vabanemis- ja tagasivõtmine) võivad inimese vaimset seisundit radikaalselt muuta. Niisiis, näiteks mitmed antidepressandid nagu "proosa" blokeerivad serotoniini vastupidise arestimise. On teatavaid põhjusi uskuda, et Dopamiini neurotransmitteri aju puudus on Parkinsoni tõve eest süüdi.

Nüüd uurijad, kes uurivad inimese psüühika piirivalve, püüavad välja selgitada, kuidas see kõik inimmeele mõjutab. Vahepeal ei ole meil sellisele põhiküsimusele vastata: mis muudab neuroni tegevuse potentsiaali? Kuigi selle lahtri käivitamise mehhanism on meie jaoks saladus. Eriti huvitav selle mõistatuse seisukohast on peamise aju neuronite töö.

Kui lühidalt saavad nad töötada tuhandete neurotransmitteritega, kes oma naabrid saadetakse. Selle impulsside töötlemise ja integratsiooni üksikasjad ei ole peaaegu teada. Kuigi selle üle on palju uurimisrühmi. Hetkel selgus, et teada saada, et kõik saadud impulssid on integreeritud ja neuron muudab lahenduse - kas on vaja säilitada tegevuse potentsiaali ja edastada need edasi. Selle põhilise protsessi põhineb toimimise inimese aju. Noh, siis ei ole üllatav, et me ei tea sellele mõistatusele vastust.

Mõned teoreetilised omadused

Sünonüümidena kasutati artiklit "närviline impulss" ja "tegevuspotentsiaal". Teoreetiliselt on see tõsi, kuigi mõnel juhul on vaja arvesse võtta mõningaid funktsioone. Niisiis, kui lähete detailidele, siis tegevuse potentsiaal on ainult osa närvisüsteemi impulsi osa. Teadlaste üksikasjaliku kaalumisega leiate raamatud, et ainult muutumine membraani eest, millel on positiivne negatiivne ja vastupidi. Arvestades, et närvilise impulsi all mõistab keerulist struktuurilist ja elektrokeemilist protsessi. See kehtib neuronimembraani kui töölaine muutus. Meetme potentsiaal on vaid elektriline komponent neuraalse impulsi. See iseloomustab muutusi, mis tekivad membraani kohaliku piirkonna eest tasu eest.

Kus närviimpulssid loovad?

Kuidas nad oma teekonda alustavad? Vastus sellele küsimusele võib anda üliõpilasele, kes hoolikalt uuris põnevuse füsioloogiat. Seal on neli võimalust:

1. Dendrita retseptori lõpp. Kui see on (mis ei ole fakt), siis on võimalik piisava stiimuli olemasolu, mis loob kõigepealt generaatori potentsiaali ja seejärel närvisüsteemi impulss. Sarnasti töötavad valu retseptorid.
2. Membraan põnev sünaps. Reeglina on see võimalik ainult tugeva ärrituse või summeerimise juuresolekul.
3. Denterdi käivitusvöönd. Sellisel juhul moodustatakse stiimulile vastuseks kohalikud põnevad postsünaptilised potentsiaalsed. Kui esimene pealtkuulamine on müelineeritud, on nad sellest kokku võetud. Seal membraani saidi olemasolu tõttu, mis on suurenenud tundlikkus, tekib närviline impulss siin.
4. Aksona Holmik. Nii et helistage kohale, kus Akson algab. Hollyk on neuroni impulsside kõige sagedasem looming. Kõigis teistes kohtades, mida peeti varem, on nende tekkimine palju vähem tõenäoline. See on tingitud asjaolust, et membraan on suurenenud tundlikkus, samuti langenud seetõttu, kui algab arvukate põnevate postsünaptiliste potentsiaalide kokkuvõtmine, siis reageerib Holloik nende ees.

Näide ergutamise laiendamisest

Meditsiiniliste tingimuste lugu võib põhjustada teatud punktide arusaamatust. Selle kõrvaldamiseks on kasulik läbida märgitud teadmisi. Näiteks võtke tulekahju.

Pidage meeles eelmise suve uudiste aruandeid (samuti on võimalik uuesti kuulda). Tulekahju kehtib! Samal ajal jäävad puud ja põõsad põletavad nende kohti. Aga tulekahju esikülg läheb kaugemale kohast, kus süda on südames. Närvisüsteem töötab sarnaselt.

Sageli on vaja rahuldada närvisüsteemi algatamise alustamist. Aga see ei ole nii lihtne teha, nagu tulekahju korral. Selleks on kunstlik sekkumine neuroni töösse (terapeutilistel eesmärkidel) või kasutage erinevaid füsioloogilisi vahendeid. Seda saab võrrelda tulekahju üleujutusega veega.

Tegevus- või närviimpulse potentsiaal, konkreetne reaktsioon, mis voolab põneva laine kujul ja tekib kogu närvilise tee kujul. See reaktsioon on vastus stiimulile. Peamine ülesanne on edastada andmeid retseptorile närvisüsteemile ja pärast seda saadab see selle teabe vajalikele lihastele, näärmetele ja kudedele. Pärast impulsi möödumist muutub membraani pinnaosa negatiivselt laetud ja selle sisemine osa jääb positiivseks. Seega nimetatakse närvi impulsi järjestikku edastatavateks elektrilisteks muutusteks.

Ergastamise efekt ja selle jaotus sõltub füüsikalis-keemilist laadi. Energia selle protsessi läbiviimiseks moodustatakse otse närvis. See on tingitud asjaolust, et impulsi läbimine toob kaasa soojuse moodustumise. Niipea, kui ta läks, vaikimine või võrdlusriik algab. Kuumas vaid murdosa sekundist, närv ei suuda tegutseda stiimulit. Kiirus, millega impulss võib toimida 3 m / s kuni 120 m / s.

Kiud, mille ergastused mööduvad, on konkreetne kest. Umbes rääkimine, see süsteem sarnaneb elektrikaabliga. Selle kompositsiooni osas võib kesta olla müelin ja vaikne. Kõige olulisem komponent Myelin Shell on müeliin, mis mängib rolli dielektrilise.

Pulse kiirus sõltub mitmest tegurist, näiteks kiudu paksusest ja see on paksem, kiirus areneb kiiremini. Teine tegur käitumismäära suurendamisel on Myelin ise. Aga samal ajal ei asu see kogu pinna üle, vaid krundid, justkui rullimiseks. Seega on nende saitide vahel need, mis jäävad "paljaks". Aksonist on praegune lekkimine.

Axon nimetatakse protsessiks, kasutades selle andmeedastusega ühest rakust ülejäänud. Seda protsessi reguleeritakse Synapse'i abil - otsese suhtluse neuronite või neuroni ja raku vahel. Seal on veel nn sünaptiline ruum või lõhe. Kui ärritunud impulss tuleb neuronitesse, vabastatakse reaktsiooni ajal neurotransmitterid (keemilised molekulid). Nad läbivad sünaptilise augu, sisestades neuroni retseptorite või rakkude, et andmed tuleb edastada. Närvisüsteemi impulsi jaoks on vaja kaltsiumioonid, sest ilma selleta ei vabastata neurotransmitter.

Vegetatiivse süsteemi pakutakse peamiselt Messengeri kudedes. Neil kehtib põnevus pidevalt ja pidevalt.

Põhimõte edastamise põhineb esinemise elektrivälja seetõttu potentsiaali esineb, ärritav membraani naaberpiirkonna ja nii üle kogu kiu.

Samal ajal ei liigu toimingu potentsiaal, vaid ilmub ja kaob ühes kohas. Selliste kiudude ülekandekiirus on 1-2 m / s.

Teostama seadusi

Meditsiinis on neli põhiseadust:

• Anatoomia füsioloogiline väärtus. Põnevil viiakse läbi ainult siis, kui kiudude terviklikkus ei ole rikkumist. Kui te ei anna ühtsust, näiteks rikkumise tõttu, narkootikumide vastuvõtmist, siis närvisüsteemi impulss on võimatu.
• Isoleeritud ärritus. Ergatis võib edastada närvikiudu, mis tahes viisil ilma külgneva ühe väljastamata.
• Kahepoolne käitumine. Pulse tee võib olla ainult kaks liiki - tsentrifugaal ja tsentripeetal. Kuid tegelikkuses esineb suund ühes valikuvõimalusest.
• Nõue. Impulse ei kao, teisisõnu, viiakse läbi ilma vähendamata.

Impulse keemia

Ärrituse protsessi kontrollib ka ioonide, peamiselt kaaliumi, naatriumi ja mõne orgaanilise ühendiga. Nende ainete kontsentratsioon on erinev, rakk laetakse negatiivse sees ja pinnal on positiivne. Seda protsessi nimetatakse potentsiaali erinevuseks. Kui negatiivse tasu kõhklus, näiteks selle vähendamist provotseeritakse potentsiaali erinevusest ja seda protsessi nimetatakse depolariseerimiseks.

Neuroni ärritus toob kaasa naatriumkanaali avamise ärrituse kohas. See võib kaasa aidata positiivselt laetud osakeste sisenemisele rakus sees. Seega väheneb negatiivne laengus ja esinemispotentsiaal või tekib närvisüsteemi impulss. Pärast seda kaetakse naatriumkanaleid uuesti.

Sageli leitakse, et see on polarisatsiooni nõrgenemine, mis aitab kaasa kaaliumikanalite avastusele, mis tekitavad positiivselt laetud kaaliumi ioonide vabastamist. See tegevus vähendab rakupinna negatiivset laengut.

Inimeste potentsiaali või elektrokeemilise seisundi taastatakse, kui kaalium-naatriumipumbad on kasutusel, mille naatriumioonid tulevad rakust välja ja kaalium satuvad.

Selle tulemusena võib öelda - elektrokeemiliste protsesside taasalustamise ja impulsside taastamisega püüavad kiud.

Bioloogiliste Teaduste kandidaat L. Chaylakhyan, uurija Biofüüsika ja NSV Liidu instituudi

Magazine L. Gorbunova (Tsybino küla, Moskva piirkonna) lugeja kirjutab meile: "Olen huvitatud mehhanismi, signaalide edastamise närvis, rakkudes."

Laureales Nobeli auhinna 1963 (vasakult paremale): A. Khodgkin, E. Huxley, D. Eccles.

Teadlaste ettekanded närvilise impulsi edastamise mehhanismi kohta on hiljuti oluliselt muutunud. Alles hiljuti domineerisid Bernsteini seisukohti teaduses.

Mehe aju, kahtlemata on looduse kõrgeim saavutus. Närvikoe kilogrammis sõlmiti kogu inimese kvintentssus, alates elufunktsioonide reguleerimisest - südame töö, kopsude, seedetrakti, maksa - ja oma vaimse maailma lõpetamiseni. Siin - meie vaimsed võimed, kõik meie maailmavaade, mälu, meeles, meie eneseteadvus, meie "i". Ajutöö mehhanismide tundmine on enda teadmised.

Sihtmärk on suur ja ahvatlev, kuid uuringu objekt on uskumatult keeruline. Joke ütleb, et see kilogrammi kude on keeruline kümnete närvirakkude keeruline sidesüsteem.

Kuid esimene oluline samm aju teadmiste suunas on juba tehtud. Võib-olla ta on üks kergemaid, kuid kõik on äärmiselt oluline.

Ma mõtlen närviimpulsside edastamise mehhanismi uurimist - närvide ümber töötavad signaalid nii traadiga. See on need signaalid, mis on aju tähestik, milles mõtteasutused saadetakse kesknärvisüsteemi teabeteabe saatmise kohta välismaailma üritustest. Närviimpulssid krüpteerib aju oma tellimusi lihastele ja erinevate siseorganitele. Lõpuks räägivad nende signaalide keeles üksikud närvirakud ja närvikeskused omavahel.

Närvrakke - aju põhielement on mitmekesine suurus, kujul, kuid põhimõtteliselt on neil üks struktuur. Iga närviline rakk koosneb kolmest osast: kehast, pikka närvikiuki (tema isiku pikkus mitmel millimeetri kaugusel meetrile) ja mitu lühikese hargneva menetluse - dendrites. Närvilised rakud eraldatakse üksteisest kestadega. Kuid rakud suhtlevad üksteisega. See juhtub raku raku juures; Seda ühist nimetatakse Synaps. Sünapsetes on ühe närvilise raku ja keha või teise raku dendriitide aksoni. Lisaks on huvitav, et ergutus saab edastada ainult ühes suunas: aksoonist kehale või dendrituunile, kuid mitte mingil juhul tagasi. Synaps on nagu Kenotron: see vahetab signaale ainult ühes suunas.

Närvimpulsi mehhanismi ja selle jaotuse mehhanismi uurimise probleemis võib eristada kahte põhiküsimust: närvimpulssi või ergatsiooni olemus samasse rakus on kiud ja närviimpulssi edastamise mehhanism rakust Cell - sünapside kaudu.

Milline on rakust edastatud signaalide olemus närvikiukirakkule?

See probleem on selles probleemist huvitatud pikka aega, Descartes eeldasid, et signaali levik on seotud vedeliku transfusiooniga närvides, nagu torudel. Newton arvas, et see oli puhtalt mehaaniline protsess. Kui ilmus elektromagnetiline teooria, otsustasid teadlased, et närviimpulss oli sarnane dirigendi praegusele liikumisele kiirusega elektromagnetiliste võnkumiste paljundamise kiirusele. Lõpuks ilmus biokeemia areng seisukohas, et närvimpulssi liikumine on paljundus erilise biokeemilise reaktsiooni närvis kiud.

Ja veel ükski neist ideedest ei olnud õigustatud.

Praegu on avalikustatud närvilise impulsi olemus: see on üllatavalt õhuke elektrokeemiline protsess, mis põhineb ioonide liikumisel raku kesta kaudu.

Suur panus selle olemuse avalikustamisele tegi kolme teadlase töö: Alan Hodgkini, Cambridge'i biofüüsika professor professor; Andrew Huxley, Londoni Ülikooli füsioloogia professor ja Johannes Eccles, Austraalia ülikooli professorfüsioloogia professor Füsioloogias Canberre'is. Nad andsid 1963. aasta Nobeli meditsiinipreemia

Esmakordselt väljendas närvisüsteemi impulsi ettepanek pärit Saksa füsioloog Bernstein meie sajandi alguses.

Kahekümnenda sajandi alguseks oli see üsna teadlik närvilisest erutusest. Teadlased on juba teadnud, et närvis kiud võib põnevil elektrilöögi poolt ja põnevust esineb alati katoodi all - miinuse all. See oli teada, et närvikuususte põnevil ala ei ole negatiivselt võrreldes kasutamata piirkonna suhtes. Leiti, et närviimpulse igas punktis kestab ainult 0,001-0,002 sekundit, mis ergutuse suurus ei sõltu ärrituse jõust, kuna meie korteris kõne maht ei sõltu sellest, kui palju me vajutasime nupp. Lõpuks leidsid teadlased, et elukudede elektrienergiaveokid on ioonid; Veelgi enam, raku sees peamise elektrolüütide - kaaliumsoolade ja koevedeliku - naatriumsoolade. Enamikus rakkudes on kaaliumioonide kontsentratsioon 30-50 korda suurem kui veres ja interketilahuses vedelikus, pesurakk.

Ja kõigi nende andmete põhjal tegi Bernstein ettepaneku, et närvi- ja lihasrakkude kest on spetsiaalne poolläbilaskv membraan. See läbib ainult ioonide jaoks +; Kõigi teiste ioonide jaoks, sealhulgas negatiivselt laetud anioonide sees raku sees, on tee suletud. On selge, et kaaliumi vastavalt difusiooniseadustele püüavad rakust välja tulla, rakus esineb anioonide liig ja membraani mõlemal pool, potentsiaali erinevus ilmub: väljaspool - pluss (katioonide liig ), miinus (liigsed anioonid). See potentsiaalne erinevus sai rahu potentsiaali nime. Seega puhata, ostetud riik, sisemine osa raku alati laetud negatiivselt võrreldes välimise lahusega.

Bernstein tegi ettepaneku, et närvikiude ergastamise ajal tekivad pinnamembraani struktuurimuutused, selle poorid, nagu see oli suurenenud ja see muutub kõigi ioonide jaoks läbilaskvaks. Samal ajal kaob potentsiaalne erinevus loomulikult. See põhjustab närvisüsteemi signaali.

Bernsteumi membraani teooria võitis kiiresti tunnustuse ja eksisteeris üle 40 aasta, kuni meie sajandi keskpaigani.

Kuid 30-ndate lõpus kohtus Bernsteini teooria ületamatute vastuolustega vastupidavustega. Tugev löök, mis ta oli 1939. aastal tekitanud Hodgkini ja Huxley peenkatsetega. Need teadlased mõõdeti kõigepealt närvikiudude membraani potentsiaali absoluutväärtusi puhkamisel ja põnevusel. Selgus, et kui põnevil ei olnud membraanipotentsiaali lihtsalt nulliga vähenenud, kuid läbis nulli mitmele tosinile milvololtile. See tähendab, et negatiivse kiudude sisemine osa muutub positiivseks.

Kuid teooria voolamiseks ei piisa sellest, et see on vajalik teise asendamiseks teisega: teadus ei talu vaakumit. Ja Hodgkin, Huxley, Katz 1949-1953 pakub uut teooriat. Ta saab naatriumi nime.

Siin on lugejal õigus olla üllatunud: siiani ei olnud naatriumi kohta kõne. See on kõik küsimus. Teadlased on loonud märgistatud aatomite abil, mis närviimpulsside edastamisel mitte ainult kaalium ja anioonid, vaid ka naatriumi ja kloorioonid segatakse.

Kehas, naatriumi ja kloori ioonid on piisavad, kõik teavad, et veri on soolane maitse. Lisaks naatriumi intercellaarse vedelikus on 5-10 korda suurem kui sees närvikiuki.

Mida see tähendab? Teadlased näitasid, et kui esimesel hetkel põnevil on põnevil, suureneb membraani läbilaskvus ainult naatriumi. Läbilaskvus muutub kümme korda rohkem kui kaaliumioonide puhul. Ja kuna naatrium on 5-10 rohkem naatriumi kui sees, püüab see närvikiudu siseneda. Ja siis kiudude sisemine osa on positiivne.

Ja mõne aja pärast - pärast põnevust - Tasakaal taastatakse: membraan hakkab kaaliumioonide läbima. Ja nad lähevad välja. Seega kompenseerivad nad positiivse tasu, mis võeti kasutusele kiu naatriumioonide sees.

Selliste ideede jaoks oli täiesti raske tulla. Ja see on põhjus, miks: naatriumliooni läbimõõt lahuses on poolteist ja kaaliumi ja kloori ioonide läbimõõduga. Ja see on täiesti arusaamatu, kui suurem kui ioon läbib, kus väiksem võib läbida.

See oli vaja otsustavalt muuta ilme mehhanismi üleminekut ioonide kaudu membraanide. On selge, et ainult põhjendused membraani poorid ei tee siin. Ja siis väljendati idee, et ioonid võivad ületada membraani täiesti erinevalt, abiga saladuse abiga enne liitlaste aega - ainsate orgaaniliste vedajate peidetud membraanis. Selle molekuliga võivad ioonid ületada membraani kõikjal ja mitte ainult pooride kaudu. Veelgi enam, need molekulid on nende reisijate poolt hästi eristatavad, nad ei sega naatriumioonid kaaliumioonidega.

Seejärel on närvilise impulsi leviku üldine pilt järgmine vorm. Vedaja molekulide rahus, mida nõutakse negatiivselt, vajutatakse membraani välispiiri vastu membraani välimise piiri. Seetõttu on naatriumi läbilaskvus väga väike: 10-20 korda väiksem kui kaaliumioonide puhul. Kaalium võib ületada membraani pooride kaudu. Kui ergastuslaine läheneb elektrivälja rõhul vedajate molekulide suhtes; Nad lähtestavad oma elektrostaatiliste "Shacklite" ja hakkavad kandma naatriumioone rakus. See vähendab veelgi membraani potentsiaali. See läheb nagu ketiprotsessi laadimise protsessi membraan. Ja see protsess levib pidevalt mööda närvikiudu.

Huvitav on see, et närvikiudu kulutavad nende peamine töö - närviimpulsside tegemine - vaid umbes 15 minutit päevas. Kuid valmis selle kiudude jaoks üheski teisel: kõik närvikiuki töö elemendid ilma vaheajata - 24 tundi päevas. Närvikiudude selles mõttes on sarnased pealtkuulamise õhusõidukitega, mis töötavad pidevalt kiire lahkumise mootorid, kuid lahkumine võib toimuda vaid üks kord paar kuud.

Nüüd saime tuttavaks esimesel poolel salapärane tegude läbimine närvi impulsi - mööda sama kiudaineid. Aga kuidas on liigeste liigeste ühendite kaudu raku ergastumine rakule - sünapside liigeste kaudu. Seda küsimust uuriti kolmanda Nobeli laureaadi, John Cclesi geniaalsetes katsetes.

Ergatsioon ei saa otseselt liikuda üksiku raku närvilõpmetest teise raku kehale või dendriidile. Peaaegu kogu praegune voolab läbi sünaptilise pilu välimine vedeliku ja negatiivne osa töövõimetuks külgneva raku kaudu Synaps, mis ei suuda põhjustada ergastus. Seega on sünapide valdkonnas elektriline järjepidevus närvilise impulsi paljundamisel katki. Siin jõustub kahe raku ristmikul täiesti erinev mehhanism.

Kui ergutus jõuab raku lõpetamiseni sünapsi saidile, eristatakse füsioloogiliselt aktiivseid aineid intercellaarse vedeliku vahendajatesse või vahendajatesse. Nad muutuvad link teabe edastamisel raku rakule. Vahendaja keemiliselt suhtleb teise närvilise rakuga, muudab selle membraani ioonide läbilaskvust - kuna see puruks läbi lõhe, kus paljud ioonid kiirustavad, kaasa arvatud naatriumioonid.

Niisiis, tänu Hodgkini, Huxley ja Eccle'i teostele, võib närvilise raku - ergastamise ja pidurdamise kõige olulisemaid riike kirjeldada ioonprotsesside osas, pinnamembraanide struktuuriliste keemiliste ümberkorralduste osas. Nende tööde põhjal saate juba teha eeldusi lühiajalise ja pikaajalise mälu võimalike mehhanismide kohta, närvikoe plastist omadused. Siiski on see vestlus ühe või mitme rakkude mehhanismide kohta. See on ainult aju tähestik. Ilmselt võib järgmine etapp olla palju raskem - seaduste avamine, mille ehitatakse tuhandete närvirakkude koordineeriv tegevus, keele tunnustamine, millel närvikeskused räägivad omavahel.

Me oleme nüüd aju töö teadmistel lapse tasandil, kes tunnistas tähestiku tähed, kuid ei tea, kuidas neid sõnadega siduda. Kuid see ei ole kaugel mõnda aega, kui teadlased kood - elementaarsed biokeemilised tegud esinevad närvis rakus, lugeda põnev dialoog vahel närvi aju keskused.

Üksikasjalik kirjeldus illustratsioonide

Teadlaste ettekanded närvilise impulsi edastamise mehhanismi kohta on hiljuti oluliselt muutunud. Alles hiljuti domineerisid Bernsteini seisukohti teaduses. Tema arvates puhkamisel (1), närvis kiud laetakse positiivselt väljaspool ja negatiivselt sees. See oli tingitud asjaolust, et kiudude seina pooride kaudu võib pidada ainult positiivselt laetud kaaliumioonide (K +); Suuremõõtmelised negatiivselt riietatud anioonid (A -) on sunnitud jääma sees ja looma negatiivsete tasude üle. Bernsteini ergutus (3) vähendatakse potentsiaalse erinevuse kadumiseni, mis on tingitud asjaolust, et poori suurus suureneb, anioonid väljapoole ja joondada ioonisundit: positiivsete ioonide arv muutub võrdseks negatiivse arvuga . Nobeli auhinna laureaadi töö 1963. aasta A. KhodjkPna, E. Huxley ja D. Ecclesa muutis meie varasemaid ideid. On tõestatud, et positiivsed naatriumioonid (NA +) on kaasatud ka närvisõitja, negatiivse mitte-kloori (CL) ja negatiivse laetud kandja molekulidega. Puhkeriik (3) on moodustatud põhimõtteliselt, nagu see oli mõelnud enne: positiivsete ioonide ületamine - väljaspool närvivee kiudaineid, mis on negatiivse üleliigne. Siiski tehti kindlaks, et kui põnevil (4) ei esine tasuside ühtlustamist ja laadida: negatiivsete ioonide liigne moodustumist ja sees on positiivne. Seda seletab asjaoluga, et kui vedaja molekul on põnevil, hakkavad positiivsed naatriumioonid seina transportimiseks. Seega liigub närvi impulss (5) topelt elektrilise kihi kiudude uuesti laadimise piki kiudude laadimist. Ja raku raku tõttu edastatakse ergutus omapärane kemikaal "Taran" (6) - atsetüülkoliini molekul, mis aitab ioonidel läbi murda naabersõiduki seina seina.