V celični membrani se nahajajo Na +, K +--atfase, natrijevi in \u200b\u200bkalijevi kanali.

Na +, k + -atfaz Zaradi energije ATP nenehno črpalke na + navzven in k + v notranjosti, ki ustvarja transmembranski gradient koncentracij teh ionov. Natrijeva črpalka inhibira Wabaine.

Kanali natrija in kalija Lahko prenese na + in k + v gradientih njihovih koncentracij. Natrijeve kanale blokirajo Novokaina, Tetrodotoksin in kalij - Tetraetilamonij.

Delo na +, K +--atfase, natrijevih in kalijevih kanalov lahko ustvarijo mir in potencial na membrani .

Potencialni počitek - To je potencialna razlika med zunanjim in notranjim membrano v mirovnih razmerah, ko sta natrijev in kalijev kanali zaprti. Njegova vrednost je -70mv, ustvarjena je predvsem s koncentracijo K + in je odvisna od na + in cl -. Koncentracija K + v celici je 150 mmol / L, zunaj 4-5 mmol / l. Koncentracija na + znotraj celice je 14 mmol / l, zunaj 140 mmol / l. Negativna naboj znotraj celic ustvarja anione (glutamat, aspartat, fosfate), za katere je celična membrana neprepustna. Potencial počitka je enak v celotnem vlaknu in ni specifična posebnost živčnih celic.

Draženje živcev lahko povzroči akcijski potencial.

Akcijski potencial - To je kratkoročna sprememba potencialne razlike med zunanjo in notranjo membrano v času vzbujanja. Dejanski potencial je odvisen od koncentracije NA + in se pojavi glede na načelo "vse ali nič".

Dejanski potencial je sestavljen iz naslednjih faz: \\ t

1. Lokalni odgovor . Če pod delovanjem spodbuda, obstaja sprememba potenciala počitka do mejne vrednosti -50mv, se odprte kanale Soda, ki imajo višjo pasovno širino kot kalij.

2. Depolarizacija odru. Na + tok znotraj celice vodi najprej depolarizacijo membrane na 0 mV in nato v inverzijo polarnosti na + 50mv.

3. Repolarizacijska faza. Natrijeve kanale so zaprte in kalijevo odprto. Izhod K + iz celice Obnovi membranski potencial na raven počitka.

Ionske kanale, odprte za kratek čas in po zaprtju, natrijeva črpalka obnavlja začetno porazdelitev ionov na straneh membrane.

Živčni impulz.

V nasprotju s potencialom počitka, potencial ukrepanja zajema le zelo majhen del aksona (v mielidnem vlaknah - od enega prestrezanja Ranvierja do sosednjega). Prihod v eno mesto Axon, akcijski potencial zaradi difuzije ionov s tega spletnega mesta vzdolž vlakna zmanjšuje potencial za počitek na sosednji strani in povzroča isti razvojni potencial tukaj. Zahvaljujoč temu mehanizmu je potencial ukrepanja distribuiran z živčnimi vlakni in se imenuje živčni impulz. .

V mieliniziranih živčnih vlaken, natrijevih in kalijev ionskih kanalov se nahajajo v neheliniziranih območjih prestrezanja v Ranvier, kjer je axon membrana v stiku z medcelično tekočino. Kot rezultat, živčni impulz premakne "skoke": na + ioni, ki vstopajo v notranjost, ko odpiranje kanalov v enem prestrezanju, razpršeno vzdolž axon vzdolž potencialnega gradienta do naslednjega prestrezanja, zmanjšajo potencial na mejne vrednosti in s tem povzročajo akcijski potencial. Zahvaljujoč takšni napravi, je stopnja impulznega vedenja v mieliniziranem vlaknu 5-6-krat več kot v ne-celičnih vlaken, kjer so ionske kanale enakomerno po celotni dolžini vlaken in potencial ukrepa se ne premakne skoči in gladko.

Sinopi: Vrsta, struktura in funkcije

Walder leta 1891. Formulirano nevronska teorija Glede na kateri živčni sistem je sestavljen iz različnih posameznih celic - nevronov. Vprašanje je ostalo nejasno: kaj je mehanizem komunikacije med posameznimi nevroni? Cherry Sherngton leta 1887. Razložiti mehanizem interakcije nevronov, izraz "Synaps" in "sinaptični prenos".

Živčni impulz. (Lat. Nervisni živci; Lat. Impuls udarec, potisni) - vzbujanje valov, ki se razmnožuje z živčnimi vlakni; Enota razmnoževanja.

Nervozni impulz zagotavlja prenos informacij iz receptorjev v živčne centre in od njih do izvršilnih organov - skeletne mišice, gladke mišice notranjih organov in plovil, žleze notranjega in zunanjega izločanja itd.

Zapletene informacije o draženju telesa je kodirana v obliki posameznih skupin živčnih impulzov - vrstic. V skladu z zakonom "vse ali nič" (glej) amplitudo in trajanje posameznih živčnih impulzov, ki potekajo skozi ista vlakna, stalna, in frekvenca in število živčnih impulzov v vrstici, odvisna od intenzivnosti draženja. Ta metoda posredovanja informacij je najbolj interzem, tj. V širših mejah ni odvisna od stanja prevodnih vlaken.

Razmnoževanje živčnih impulzov je opredeljeno z zmogljivostjo potencialov (glej bioelektrične potenciale). Pojav vzbujanja je lahko posledica draženja (glej), na primer, učinek svetlobe na vizualni receptor, zvok na slikovni receptor ali postopke, ki se pojavijo v tkivih (spontani pojav N. in.). V teh primerih N. in. Navedite dogovorjeno delo organov med pretokom katerega koli fiziološkega procesa (na primer v procesu dihanja N. in. Povzroči zmanjšanje skeletnih mišic in diafragme, kar povzroči dih in izdihnite itd.).

V živih organizmih se lahko prenos informacij izvede in humorala z emisijami v krvnem obtoku hormonov, mediatorjev itd. Vendar pa prednost informacij, posredovana z N. in je, da je bolj usmerjena, prenašajo hitro in je lahko Natančneje kodirane kot signale, ki jih je poslal humoralni sistem.

Dejstvo, da so nervozni debla pot, se prenašajo učinki možganov proti mišicam in v nasprotni smeri, je bil znan v obdobju antike. V srednjem veku in do sredine 17. stoletja. Verjeli so, da se nekatera snov, taka tekočina ali plamen uporabi živci. Ideja električne narave N. in. iz 18. stoletja. Prvi študij električnih pojavov v živih tkivih, povezanih s pojavom in razmnoževanjem vzbujanja, je izvedel L. Galvani. G. Helmgoltz je pokazal, da je bila K-RUI, ki je bila prej obravnavana v bližini hitrosti svetlobe, ima končno vrednost in je mogoče natančno izmeriti. Hermann (L. Hermann) je v fiziologijo uvedel koncept delovanja. Razlaga mehanizma nastanka in vodenja vzbujanja je postala možna po ustanovitvi S. ArRheniusa Teorija elektrolitskega disociacije. V skladu s to teorijo Bernstein (J. Bernstein) je pokazala, da je nastanek in gospodarstvo N. in. \\ T Zaradi gibanja ionov med živčnimi vlakni in okoljem. angleščina Raziskovalci A. Hodgkin, B. Katz in E. Huxley je podrobno preiskal transmembranski ionski tokovi, ki so podlaga za razvoj akcijskega potenciala. Kasneje so bili mehanizmi delovanja ionskih kanalov intenzivno raziskani, ione se izmenjujejo med akso in okoljem, ter mehanizmi, ki zagotavljajo sposobnost živčnih vlaken, da izvedejo vrstice N. in. Različni ritem in trajanje.

N. in. \\ T Namera se na račun lokalnih tokov, ki nastanejo med navdušenimi in nenamernimi območji živčnega vlakna. Tok, ki prihaja iz vlaken zunaj v ploskvi za počitek, služi kot dražilno. Prihaja po vzbujanju v tem oddelku ognjevzdržnega živčnega vlakna, povzroča prevajalsko gibanje N. in.

Kvantitativno, lahko razmerij različnih faz razvoja akcijskega potenciala, je mogoče označiti s primerjavo z amplitudo in trajanje v času. Torej, na primer, za mielinska živčna vlakna skupine, je premer vlaken sesalcev v območju od 1-22 mk, hitrost izvajanja - 5-120 m / s, trajanje in amplituda visokonapetostnega del (vrh ali Spike) - 0,4-0, 5 ms in 100-120 mV, sled negativni potencial - 12-20 MS (3-5% amplitude Spike), Trace Pozitivni potencial - 40- 60 MS (0,2% amplitude Spike).

Možnosti prenosa različnih informacij se razširijo s povečanjem stopnje razvoja potenciala ukrepanja, hitrosti raztezanja, kot tudi s povečanjem labilnosti (glej) - to je sposobnost razburljivih razmnoževanja visokih ritmov vzbujanja na enoto časa.

Posebne značilnosti porazdelitve N. in. \\ T povezana s strukturo živčnih vlaken (glej). Jedro vlakna (Axoplasma) ima nizko odpornost in zato je dobra prevodnost in plazemska membrana, ki obdaja asioplasum večjo odpornost. Še posebej velika električna upornost zunanjega sloja v mielidnih vlaknih, v katerih so brez debelega mielinske lupine le prestrezanje Ranvierja. V selanski vlakni N. in. Premakne neprekinjeno, in v myelines - skorje (sejanje).

Razširite zmanjšanje in neprepustno porazdelitev vzbujevalnega vala. Okrasite, i.e., ravnanje navdušenja z izumrtjo je opaziti v messenger vlaknih. V takih vlaknih, hitrost N. in. Majhna je in kot je odstranjena iz kraja draženja, se moteč učinek lokalnih tokov postopoma zmanjšuje do polnega izumrtja. Dekorativno vodenje značilnosti vlaken innervirajočih notranjih organov z nizko funkcijo, mobilnostjo. Brez odstopanja ravnanja je značilna za mielin in tista tihe vlakna, ki prenašajo signale organom z visoko reaktivnostjo (npr. Srčna mišica). V primeru povračila N. in. \\ T Potrebno je vse od kraja draženja mesta izvajanja informacij brez slabe.

Največja hitrost N. in., Evidentirane v živčnih vlaknih, ki prepušča hitrost sesalcev, je 120 m / s. Hitrost visokih impulznih hitrosti se lahko doseže zaradi povečanja premera živčnih vlaken (na seliznih vlaken) ali s povečanjem stopnje mielinizacije. Porazdelitev enojnega N. in. \\ T Samo po sebi ne zahteva takojšnjih stroškov energije, saj je na določeni ravni polarizacije membrane, vsak del živčnega vlakna, v stanju pripravljenosti za vodenje in dražilna spodbuda igra vlogo "sprožilca". Vendar pa obnovitev začetnega stanja živčnih vlaken in njeno vzdrževanje v pripravljenosti za novo N. in. \\ T Povezan je s precejšnjo energijo biokemičnih reakcij, ki se pojavljajo v živčnih vlaknih. Pri postopkih izterjave so vedno pomembni v primeru N. vrstic. Pri izvajanju ritmičnega vzbujanja (impulzne vrstice) v živčnih vlaken, se toplotno-produkt in poraba kisika poveča, se makroergic fosfati porabi in aktivnost na se poveča, K-ATF-ASE K-RUI je identificiran z natrijem črpalka. Spreminjanje intenzivnosti pretoka različnih teles. In biokemični procesi so odvisni od narave ritmične vzbujanja (trajanje vrstic impulzov in pogostost njihovega slednjega) in fiziološkega stanja živca. Pri izvajanju velikega števila N. in. V visokem ritmu v živčnih vlaknih se lahko kopičijo "metabolični dolg" (to se odraža v povečanju skupnih potencialov sledov), nato pa se postopki predelave odložijo. Toda pod temi pogoji, sposobnost živčnih vlaken, da izvede N. in. Dolgo časa ostaja nespremenjen.

N. IN. \\ T Iz živčnih vlaken na mišičastih ali drugih efektorju se izvaja s sinapsami (glej). V vretenčarjih, v veliki večini primerov, prenos vzbujanja na efektor se pojavi s pomočjo acetilholine izolat (skeletne mišice nevromuskularne sinaps, sinaptične spojine v srcu itd.). Za takšne sinapse je značilno strogo enostransko izvajanje impulza in prisotnost začasne zamude pri prenosu vzbujanja.

V sinaptih, v sinaptični rezici, katerih električni tokovni upor zaradi velikega območja stika s površinami je majhen, se pojavi električni prenos električne vzbujanja. Nimajo sinaptične zamude pri gospodarstvu in možnem dvostranskem ravnanju. Takšne sinapcije so značilne za nevretenčarje.

Registracija N. in. \\ T Našel široko uporabo v Biolu, raziskavah in klin, prakse. Za registracijo se uporabljajo cobweets in pogosteje katode osciloskopi (glej oscilografijo). S pomočjo tehnologije mikroelektrode (glej raziskovalno metodo mikroelektrode), N. se zabeleži. V enoposteljnih formacijah - nevronov in osi. Priložnosti za preučevanje mehanizma nastanka in distribucije N. in. \\ T Bistveno razširil po razvoju potencialne metode pritrditve. Ta metoda je pridobila osnovne podatke o ionskih tokovih (glej bioelektrične možnosti).

Kršitev N. in. Pojavi se med poškodbami živčnih kovčkov, na primer z mehanskimi poškodbami, stisnjenjem zaradi širjenja tumorja ali vnetnih procesov. Takšne kršitve N. in. \\ T Pogosto obstajajo nepopravljive. Posledica odpovedi inervacije je lahko težka funkcionalna in trofične motnje (npr. Atrofija skeletnih mišic okončin po prenehanju prihoda N. in. Zaradi nepopravljivih poškodb živčnega debla). Reverzibilna prekinitev N. in. lahko povzročijo posebej, za terapevtske namene. Na primer, s pomočjo anestetike, je impulz blokiran z bolečimi receptorji v C. n. od. Reverzibilna prekinitev N. in. Povzroča novokanalno blokado. Začasna prekinitev prenosa N. in. \\ T Na živčnih vodnikih je opaziti tudi na splošno anestezijo.

Bibliografija: Burzh M. A. Električna aktivnost živčnega sistema, na. iz angleščine, M., 1979; Zhukov E. K. eseji v nevromuskularni fiziologiji, L., 1969; CONNEL K. Postopki predelave in presnove v živcu, v knjigi: Sovar, probla. Biofizika, na. iz angleščine, ed. G. M. Frank in A. G. Pasynsky, Vol. 2, str. 211, M., 1961; Sostor P. G. Fiziologija centralnega živčnega sistema, Kijev, 1977; LatManizova l.v. skica fiziologije razburjenja, M., 1972; Splošna fiziologija živčnega sistema, ED. P. G. KOSTYKA, L., 1979; Tasaki I. Nervozno razburjenje, na. iz angleščine, M., 1971; Hodgkin A. Nervozni impulz, na. iz angleščine, M., 1965; HODOROV B.I. Splošna fiziologija razkošljivih membran, M., 1975.

Oseba deluje kot vrsta koordinatorja v našem telesu. Prenaša ukaz iz možganskih mišic, organov, tkiv in obdeluje signale, ki prihajajo iz njih. Nervozni impulz se uporablja kot nekakšen podatkovni medij. Kaj predstavlja? Kako hitro deluje? Te, kot tudi številna druga vprašanja, lahko najdete odgovor v tem članku.

Kaj je živčni impulz?

Torej pokličite vzbujevalni val, ki se širi skozi vlakna kot odgovor na draženje nevronov. Zahvaljujoč temu mehanizmu je zagotovljen prenos informacij iz različnih receptorjev na centralni živčni sistem. In od nje, nato pa na različne organe (mišice in žleze). In kaj je ta proces na fiziološki ravni? Mehanizem posredovanja živčnega impulza je, da lahko nevronske membrane spremenijo svoj elektrokemični potencial. In proces zanimanja za nas se izvaja na področju sinaps. Hitrost živčnega impulza se lahko razlikuje v 3 do 12 metrih na sekundo. Podrobneje o tem, kot tudi o dejavnikih, ki vplivajo nanj, bomo še vedno govorili.

Študija strukture in dela

Prvič, je bil prehod živčnega impulza pokazal nemški znanstveniki E. Goering in G. Helmholz na primeru žabe. Potem je bilo ugotovljeno, da bioelektrični signal velja za predhodno navedeno hitrost. Na splošno je to mogoče zaradi posebne konstrukcije na nek način podobni električni kabel. Torej, če izvedete vzporednice z njo, so vodniki Axons, in so izolatorji njihovi mielinske školjke (so membrana Schwann celice, ki je rana v več slojih). Poleg tega je hitrost živčnega pulza odvisna predvsem od premera vlaken. Druga najpomembnejša je kakovost električne izolacije. Mimogrede, organizem uporablja organizem lipoprteide mielina, ki ima lastnosti dielektrika. Vse druge stvari so enake, bolj bo to plast, hitreje bodo žični impulzi. Tudi trenutno je nemogoče reči, da je ta sistem v celoti raziskan. Veliko, ki se nanaša na živce in impulze, še vedno ostaja skrivnost in predmet.

Značilnosti strukture in delovanja

Če govorimo o poti živčnega impulza, je treba opozoriti, da vlakna ni zajeta v vseh dolžini. Sestava konstrukcije je takšna, da bodo trenutne razmere najbolje primerjale z ustvarjanjem izolacijskih keramičnih spojk, ki so tesno palice na terminalu električnega kabla (čeprav v tem primeru na akso). Posledica tega je, da obstajajo majhni neizolirani električni razdelki, iz katerih lahko ionski tok mirno izliva iz axona v okolje (ali obratno). V tem primeru membrana draži. Posledično je generacija povzročena na lokacijah, ki niso izolirane. Ta postopek se imenuje Ranvier prestrezanje. Prisotnost takega mehanizma omogoča, da naredite živčni impulz, da se širi veliko hitreje. Pogovorimo se o tem na primerih. Tako je stopnja izvajanja živčnega impulza v debelih mieliniziranih vlaknih, katerih premer niha v 10-20 mikronov, je 70-120 metrov na sekundo. Ker tisti, ki imajo ne-optimalno strukturo, je ta številka manj kot 60-krat!

Kje so ustvarjeni?

V nevroni se pojavijo živčni impulzi. Sposobnost ustvarjanja takšnih "sporočil" je ena od njihovih glavnih lastnosti. Nervozni impulz zagotavlja hiter širjenje iste vrste aksona na dolge razdalje. Zato je to najpomembnejše sredstvo telesa za izmenjavo informacij v njem. Podatki o draženju se prenašajo s spreminjanjem pogostosti njihovih naslednjih. Obstaja kompleksno obdobje periodičnih publikacij, ki imajo lahko na stotine živčnih impulzov v eni sekundi. Nekoliko podobno načelo, čeprav je bistveno zapletena, računalniška elektronika deluje. Torej, ko se živčni impulzi pojavijo v nevronih, potem so kodirani na določen način, in šele potem so že prenašajo. Hkrati so informacije združene v posebne "pakete", ki imajo drugačno število in naravo naslednjega. Vse to, zloženo skupaj in je osnova za ritmično električno aktivnost naših možganov, ki se lahko registrirajo zahvaljujoč elektroencefalogramu.

Vrste celic

Ko govorimo o zaporedju prenosa živčnega impulza, je nemogoče biti Bypass (nevronov), za katerega se pojavi prenos električnih signalov. Torej, zahvaljujoč njim izmenjava informacij iz različnih delov našega telesa. Odvisno od njihove strukture in funkcionalnih, se izoliramo tri vrste:

1. Receptor (občutljiv). Kodirane so in obračajo v živčne impulze vse temperature, kemijske, zvočne, mehanske in svetlostre.
2. Vstavljanja (imenovan tudi dirigent ali zaprtje). Služijo, da se obdelujejo in preklopijo impulze. Njihovo največje število je v človeški glavi in \u200b\u200bhrbtenjači.
3. Učinkovit (motor). Prejemajo ukaze iz centralnega živčnega sistema, da se zagotovi, da so bile določene ukrepe (s svetlo sonce, zaprite oko in tako naprej).

Vsak nevron ima celično telo in proces. Pot živčnega impulza na telesu se začne natančno od zadnjega. Procesi so dve vrsti:

1. Dendriti. Pooblaščeni so s funkcijo zaznavanja draženja receptorjev, ki se nahajajo na njih.
2. Axons. Hvala, da se živčni impulzi prenašajo iz celic do delavca.

Ko govorimo o nosti živčnega impulza s celicami, je težko, da ne povem o enem zanimivem trenutku. Torej, ko so sami, potem recimo, natrija-kalijeva črpalka se ukvarja z gibljivimi ioni na tak način, da doseže učinek sveže vode znotraj in slano navzven. Zaradi neravnovesja, pridobljenega, je razlika v membrani mogoče opaziti do 70 milijard MILVOLOLT. Za primerjavo, je 5% običajnega, toda takoj, ko se spremeni celično stanje, je nastalo ravnovesje razbito, in ione se začnejo spreminjati krajev. To se zgodi, ko poteka pot živčnega impulza. Zaradi aktivnega delovanja ionov se ta ukrep imenuje tudi potencial ukrepanja. Ko doseže določen kazalnik, se začnejo inverzni postopki, celica pa doseže stanje počitka.

O možnostih delovanja

Ko govorimo o preoblikovanju živčnega impulza in njegove distribucije, je treba opozoriti, da bi bilo morda žalostno milimetri na sekundo. Potem bi signali iz roke do možganov dosegli trenutke, ki očitno ni dobri. Tu ima tudi vlogo pri krepitvi potenciala akcije prej prej Shell iz mielina. In vse svoje "preskoči" se postavijo na tak način, da imajo pozitiven učinek na hitrost prenosa signala. Torej, ko je impulz dosežen konec glavnega dela telesa aksona, se prenaša bodisi naslednjo celico ali (če govorimo o možganih) s številnimi nevroni. V zadnjih primerih obstaja nekoliko drugačno načelo.

Kako vse deluje v možganih?

Pogovorimo se, kakšno orodje za zaporedje živčnega impulza deluje v najpomembnejših delih naših CNS. Tu so nevroni iz njihovih sosedov ločeni z majhnimi režami, saj se imenujejo sinapse. Dejanski potencial se ne more premakniti skozi njih, zato išče drugačen način, da pridemo do naslednje živčne celice. Na koncu vsakega procesa so majhne torbe, ki se imenujejo presynaptic mehurčki. V vsaki od njih obstajajo posebne povezave - nevrotransmiterji. Ko bo akcijski potencial prispe, se izpuščene vrečke molekul. Prestopijo sinaps in se pridružijo posebnim molekularnim receptorjem, ki se nahajajo na membrani. Hkrati je ravnotežje moteno in verjetno se pojavi nov akcijski potencial. Bolj zanesljivo je, da se nevrofiziologi ukvarjajo s proučevanjem vprašanja na ta dan.

Delo nevrotransmiterjev

Ko prenašajo živčne impulze, se jim bo zgodilo nekaj možnosti:

1. Razpršeni bodo.
2. Podvržen kemični cepilniku.
3. Vrnitev nazaj na svoje mehurčke (to se imenuje povratna zajem).

Ob koncu 20. stoletja je bila narejena presenetljiva odkritje. Znanstveniki so se naučili, da lahko zdravila, ki vplivajo na nevrotransmiterje (kot tudi njihov izdajo in povratne napade), lahko spremenijo človeško duševno stanje na radikalno. Torej, na primer, več antidepresivov, kot je "proza" blokiranje povratnega zasega serotonina. Obstajajo nekateri razlogi, da verjamejo, da je pomanjkljivost v možganih nevrotransmiterja dopamina kriva za Parkinsonovo bolezen.

Zdaj raziskovalci, ki študirajo obmejne države človeške psihe, poskušajo ugotoviti, kako vse vpliva na človeški um. Medtem nimamo odgovora na takšno temeljno vprašanje: kaj naredi nevron ustvariti potencial ukrepanja? Medtem ko je mehanizem "lansiranja" te celice skrivnost za nas. Še posebej zanimivo z vidika te uganke je delo nevronov glavnih možganov.

Če na kratko, lahko delajo s tisoči nevrotransmiterjev, ki jih pošiljajo njihovi sosedje. Podrobnosti o obdelavi in \u200b\u200bvključevanju te vrste impulzov skoraj ni znana. Čeprav je nad njim veliko raziskovalnih skupin. Trenutno se je izkazalo, da ugotovi, da so vsi dobljeni impulzi integrirani, in nevron naredi rešitev - ali je potrebno ohraniti potencial ukrepanja in jih posredovati nadaljnje. Na tem temeljnem procesu temelji na delovanju človeških možganov. No, potem ni presenetljivo, da ne poznamo odgovora na to uganko.

Nekaj \u200b\u200bteoretičnih značilnosti

Članek "živčni impulz" in "akcijski potencial" je bil uporabljen kot sinonimi. Teoretično je to res, čeprav je v nekaterih primerih treba upoštevati nekatere funkcije. Torej, če greste na podrobnosti, potem je potencial ukrepa le del živčnega pulza. S podrobno obravnavo znanstvenikov, knjige je mogoče najti, da je le sprememba obtožbe membrane s pozitivnim na negativne in obratno. Ker pod živčnim impulzom razume kompleksen strukturni in elektrokemični proces. Uporablja se za nevronsko membrano kot tekoči val spremembe. Potencial delovanja je samo električna komponenta v nevronskem impulzu. To značilne spremembe, ki se pojavljajo pri dajanju lokalnega območja membrane.

Kje ustvarjajo živčni impulzi?

Kako začnejo potovanje? Odgovor na to vprašanje lahko dajo vsakemu učencu, ki je skrbno preučil fiziologijo navdušenja. Obstajajo štiri možnosti:

1. Receptorski konec Dendrija. Če je (kar ni dejstvo), je možna prisotnost ustrezne spodbude, ki bo najprej ustvarila potencial generatorja, nato pa je živčni impulz. Na podoben način delajo bolečine receptorje.
2. Membranska razburljiva sinašnja. Praviloma je to mogoče le v prisotnosti močnega draženja ali sprejema.
3. Dentridno sprožilno območje. V tem primeru se lokalni vznemirljivi postsinaptični potenciali tvorijo kot odgovor na dražljaje. Če je prvo prestrezanje myelinized, se jih povzemajo. Zaradi prisotnosti membranskega mesta, ki ima večjo občutljivost, se tukaj pojavi živčni impulz.
4. Aksona holmik. Torej pokličite kraj, kjer se začne Akson. Hollyk je najpogostejša ustvarjanje impulzov na Neuron. Na vseh drugih mestih, ki so bile obravnavane prej, je njihov pojav veliko manj verjeten. To je posledica dejstva, da je membrana povečala občutljivost, kot tudi znižajo, ko se začne seštevanje številnih razburljivih postsinaptičnih potencialov, potem pa se HOLLOIK pred njimi reagira.

Primer razširitve vzbujanja

Zgodba o medicinskih smislu lahko povzroči nesporazum določenih točk. Da bi ga odpravili, je vredno iti skozi navedeno znanje. Kot primer vzemite požar.

Ne pozabite na poročila iz novic o lanskem poletju (to bo mogoče ponovno slišati). Požar se uporablja! Hkrati, drevesa in grmičevje, ki sežigajo, ostanejo na svojih mestih. Toda sprednji del ognja gre dlje od kraja, kjer je ognjišče ognjišče. Živčni sistem deluje na podoben način.

Pogosto je treba pomiriti začetek začetka živčnega sistema. Ampak to ni tako enostavno, kot v primeru požara. Za to umetne intervencije pri delu nevrona (za terapevtske namene) ali uporabo različnih fizioloških sredstev. To je mogoče primerjati s poplavo ognja z vodo.

Potencial akcijskega ali živčnega impulza, posebna reakcija, ki teče v obliki vznemirljivega vala in se pojavi po vsej živčni poti. Ta reakcija je odgovor na dražljaje. Glavna naloga je prenos podatkov iz receptorja na živčni sistem in po tem, da te informacije pošlje potrebnim mišicam, žlezam in tkivom. Po prehodu impulza postane površinski del membrane negativno napolnjen, njegov notranji del pa ostaja pozitiven. Tako se živčni impulz imenuje zaporedno prenesene električne spremembe.

Učinek vzbujanja in njegova porazdelitev je predmet fizikalno-kemijske narave. Energija za izvedbo tega procesa se oblikuje neposredno v samem živcu. To je posledica dejstva, da prehod impulza vključuje tvorbo toplote. Takoj, ko je opravil, se začne tišina ali referenčna država. V katerem samo del drugega, živce ne more izvesti spodbude. Hitrost, s katero lahko impulz deluje od 3 m / s do 120 m / s.

Vlakna, za katera vzbuja, imajo posebno lupino. V grobem, ta sistem spominja na električni kabel. V smislu njegove sestave je lahko lupina mielina in tiho. Najpomembnejša komponenta mielske lupine je mielin, ki igra vlogo dielektrika.

Hitrost impulza je odvisen od več dejavnikov, na primer iz debeline vlaken, in je debelejši, hitrost se razvija hitreje. Še en dejavnik pri povečevanju stopnje ravnanja je sam mielin. Toda hkrati pa se ne nahaja po celotni površini, ampak s parcelami, kot da se zvija. V skladu s tem med tema spletnimi mesti so tisti, ki ostajajo "goli". Obstaja trenutna uhajanje iz Akson.

Axon se imenuje postopek, ki ga uporablja, je opremljen s prenosom podatkov iz ene celice do konca. Ta postopek je urejen z uporabo sinapse - neposredna komunikacija med nevroni ali nevronom in celico. Še vedno je tako imenovan sinaptični prostor ali vrzel. Ko se razdražljivi impulz pride do nevronov, se med reakcijo sproščajo nevrotransmiterje (kemijske molekule). Posledično potekajo skozi sinaptično luknjo, ki vstopajo v nevronske receptorje ali celice, ki jih je treba posredovati podatke. Za živčni impulz so potrebni kalcijevi ioni, saj brez tega nevrotransmitter ne sprosti.

Vegetativni sistem zagotavlja predvsem messenger tkiva. Na njih se razburjenje nenehno in nenehno uporablja.

Načelo prenosa temelji na pojavu električnega polja, zato se potencial pojavi, draži membrana sosednjega območja in tako na po vsem vlaknu.

Hkrati pa se potencial ukrepa ne premika, ampak se pojavi in \u200b\u200bizgine na enem mestu. Stopnja prenosa takšnih vlaken je 1-2 m / s.

Izvedite zakone

V medicini obstajajo štirje temeljni zakoni:

• Fiziološka vrednost anatomije. Navdušena se izvede le, če ni nobene kršitve v celovitosti same vlaken. Če ne zagotovite enotnosti, na primer zaradi kršitve, posvojitve zdravil, je živčni impulz nemogoč.
• Izolirano draženje. Vzbujanje se lahko prenaša vzdolž živčnega vlakna, na kakršen koli način, ne da bi ga utrdili sosednji.
• Dvostransko ravnanje. Pot impulza je lahko le dve vrsti - centrifugalni in centripetalni. Toda v resnici se smer pojavi v eni od možnosti.
• Zahteva. Plus, ki se ne umirijo, se z drugimi besedami izvedejo brez skrajšanja.

Kemija impulza

Proces draženja je nadzorovan tudi z ioni, predvsem s kalijem, natrijem in nekaterimi organskimi spojinami. Koncentracija teh snovi je drugačna, celica se zaračuna znotraj negativnega, na površini pa je pozitivna. Ta proces se imenuje razlika v potencialov. Pri oklevanju negativne dajatve, na primer, se njeno znižanje izzvano zaradi razlike potencialov in ta proces se imenuje depolarizacija.

Draženje nevrona pomeni odpiranje natrijevih kanalov na kraju draženja. To lahko prispeva k vnosu pozitivno napolnjenih delcev znotraj celice. V skladu s tem se negativna naboja zmanjša in se pojavi akcijski potencial, ali se pojavi živčni impulz. Po tem so natrijeve kanale ponovno pokrite.

Pogosto je ugotovljeno, da je oslabitev polarizacije, ki prispeva k odkrivanju kalijevih kanalov, ki izzove sproščanje pozitivno napolnjenih napolnjenih ionov kalija. Ta ukrep zmanjšuje negativno naboje na površini celice.

Potencial ali elektrokemijsko stanje ljudi se obnovi, ko so natrijeve črpalke vključene v delovanje, s katerimi se natrijevi ioni izstopajo iz celice, in kalij pride v to.

Posledično je mogoče reči - z nadaljevanjem elektrokemičnih procesov in impulzov potekajo, ki si prizadevajo za vlakna.

Kandidati bioloških znanosti L. Chaylakhyan, raziskovalec na Inštitutu za biofiziko in ZSSR

Bralec revije L. Gorbunova (Tsybino Village, Moscow Region) nam piše: "Zanima me mehanizem, prenos signalov na živčni, celice."

Laureates Nobelove nagrade leta 1963 (od leve proti desni): A. Khodgkin, E. Huxley, D. Eccles.

Predstavitve znanstvenikov o mehanizmu prenosa živčnega impulza so bile nedavno precejšnje spremembe. Do nedavnega so bila stališča Bernsteina prevladovala v znanosti.

Moški možgani, brez dvoma, najvišji dosežek narave. V kilogramih živčnega tkiva je bila sklenjena Quintessence celotne osebe, od regulacije življenjskih funkcij - delo srca, pljuč, prebavnega trakta, jeter in konča s svojim duhovnim svetom. Tukaj - naše duševne sposobnosti, vse naš pogled na svet, spomin, um, naša samozavedanje, naša "jaz". Poznavanje mehanizmov dela možganov je znanje o sebi.

Cilj je velik in skušnjava, vendar je predmet študije izjemno zapleten. Šala pravi, da je to kilogram tkiva kompleksen komunikacijski sistem desetih milijard živčnih celic.

Vendar je prvi bistveni korak k znanju možganov že narejen. Mogoče je eden najlažjih, vendar je izjemno pomemben za vse.

Mislim na študijo mehanizma prenosa živčnih impulzov - signali, ki teče okoli živcev, tako z žico. To so ti signali, ki so abecede možganov, s katerimi se oblasti smisel pošljejo centralnemu živčnemu sistemu informacijske-odpreme o dogodkih v zunanjem svetu. Živčni impulzi šifrirajo možgane svoje naročila za mišice in različne notranje organe. Končno, v jeziku teh signalov, posamezne živčne celice in živčni centri govorijo med seboj.

Nervozne celice - glavni element možganov je raznolik, v obliki, v obliki, vendar načeloma imajo eno samo strukturo. Vsaka živčna celica je sestavljena iz treh delov: od telesa, dolga živčna vlakna - axon (dolžina njegove osebe iz več milimetrov na meter) in več kratkih oddelkov za razveljavitev - Dendreti. Nervozne celice so izolirane drug od drugega z lupinami. Vendar še vedno celice komunicirajo med seboj. To se dogaja na mestu celice celice; Ta spoj se imenuje sinaps. V sinapsu je axon ene živčne celice in telesa ali dendritov druge celice. Poleg tega je zanimivo, da se vzbujanje lahko prenaša samo v eni smeri: od aksa do telesa ali dendrituita, vendar v nobenem primeru nazaj. Synaps je kot Kenotron: Preskoči signale v samo eno smer.

V problemu študija mehanizma živčnega impulza in njegove distribucije se lahko razlikujeta dve glavni vprašanji: narava živčnega impulza ali vzbujanja znotraj iste celice je vlakno in mehanizem prenosa živčnega impulza iz celice do Celica - skozi sinapse.

Kakšna je narava signalov, ki se prenašajo iz celice do celice živčnih vlaken?

Ta problem je bil zainteresiran za ta problem že dolgo časa, Descartes je domneval, da je širjenje signala povezano s transfuzijo tekočine na živce, kot na cevi. Newton je mislil, da je to zgolj mehanski proces. Ko se je pojavila elektromagnetna teorija, so znanstveniki odločili, da je živčni impulz podoben trenutnemu gibanju na vodniku s hitrostjo blizu hitrosti razmnoževanja elektromagnetnih nihanj. Nazadnje, razvoj biokemije se je pojavil stališče, da je gibanje živčnega pulza razmnoževanje vzdolž živčnih vlaken posebne biokemične reakcije.

In vendar nobena od teh idej ni bila utemeljena.

Trenutno se razkrije narava živčnega impulza: to je presenetljivo tanek elektrokemični proces, ki temelji na gibanju ionov skozi celično lupino.

Velik prispevek k razkritju te narave je opravil delo treh znanstvenikov: Alan Hodgkin, profesor biofizika Univerze v Cambridgeu; Andrew Huxley, profesor fiziologije Univerze v Londonu, in John Eccles, profesor fiziologijo avstralske univerze v Canberreju. Podelili so premijo Nobelovega zdravila za leto 1963,

Prvič je bil predlog živčnega impulza izrazil slavni nemški fiziolog Bernstein na začetku našega stoletja.

Do začetka dvajsetega stoletja se je zelo zavedalo živčne vzbujanja. Znanstveniki so že vedeli, da lahko živčna vlakna, ki jo lahko vznemirja električni udar, in razburjenje se vedno pojavlja pod katodo - pod Cons. Znano je bilo, da je vzburjeno območje živčnih dajatev negativno glede na nespremenjeno območje. Ugotovljeno je bilo, da živčni impulz na vsaki točki traja le 0,001-0,002 sekunde, ki je obseg vzbujanja ni odvisen od sile draženja, saj volumen klica v našem apartmaju ni odvisen od tega, koliko smo pritisnili Gumb. Nazadnje, znanstveniki so ugotovili, da so nosilci električnih tokov v živih tkivih ioni; Poleg tega, znotraj celice glavnega elektrolita - kalijeve soli in v tkivni tekočini - natrijeve soli. V večini celic je koncentracija kalijevih ionov 30-50-krat večja kot v krvi in \u200b\u200bv medcelični tekočini, pralni celici.

In na podlagi vseh teh podatkov je Bernstein predlagal, da je lupina živcev in mišičnih celic posebna polprepustna membrana. To prežema samo za ione na +; Za vse druge ione, vključno z negativno napolnjenimi anioni v celici, je pot zaprta. Jasno je, da se bo kalij po zakonih o difuziji prizadeval iz celice, presežek anionov se pojavi v celici, na obeh straneh membrane, razlika v potencialih se bo pojavila: zunaj - plus (presežek kations ), znotraj - minus (odvečne anions). Ta potencialna razlika je prejela ime mirovnega potenciala. Tako, v mirovanju, v neznani državi, se notranji del celice vedno napolni v primerjavi z zunanjo raztopino.

Bernstein je predlagal, da se v času vzbujanja živčnih vlaken, strukturne spremembe površinske membrane pojavijo, njene pore, kot je bilo, povečanje, in postane prepustna za vse ione. Hkrati, seveda potencialna razlika izgine. To povzroča živčni signal.

Teorija Bernsteum membrane je hitro osvojila priznanje in obstajala več kot 40 let, do sredine našega stoletja.

Toda na koncu 30-ih se je teorija Bernsteina srečala z nepremostljivimi protisloviricami. Močan udarec je bila leta 1939 povzročila subtilne eksperimente Hodgkin in Huxley. Ti znanstveniki so najprej izmerili absolutne vrednosti membranskega potenciala živčnih vlaken v počitku in ko so navdušeni. Izkazalo se je, da je, ko je bil navdušen, membranski potencial ni bil preprosto zmanjšan na nič, vendar je prešel skozi nič na več ducat Milvololt. To je, notranji del vlaken iz negativnega postane pozitiven.

Ampak to ni dovolj, da bi se odjavilo teorijo, ga je treba nadomestiti z drugim: Znanost ne dopušča vakuuma. In Hodgkin, Huxley, Katz leta 1949-1953 ponujajo novo teorijo. Dobi ime natrija.

Tukaj bralec ima pravico biti presenečen: do sedaj ni bilo govora o natriju. To je vse to. Znanstveniki so vzpostavili s pomočjo označenih atomov, ki so v prenosu živčnega impulza ne le kalij in anione, ampak tudi natrijeve in klorove ione.

V telesu, natrijevih in klorovih ionov dovolj, vsi vedo, da je kri slabši okus. Poleg tega je natrij v medcelularni tekočini 5-10-krat večji kot v notranjosti živčevja.

Kaj to pomeni? Znanstveniki so predlagali, da se ob prvi trenutek vznemirjajo prepustnost membrane samo za natrij. Prepustnost postane desetkrat več kot za kalijeve ione. Ker je natrij 5-10 več natrija kot v notranjosti, si bo prizadeval vstopiti v živčje vlakno. In potem bo notranji del vlaken pozitiven.

In po nekaj časa - po razburjenju - je bilanca obnovljena: membrana začne prehod kalijevih ionov. In gredo ven. Tako kompenzirajo pozitivno naboje, ki je bila uvedena znotraj natrijevih ionov vlaken.

To je bilo popolnoma težko priti do takih idej. In to je razlog, zakaj: premer natrijevega iona v raztopini je eden in pol več premer kalija in klorovih ionov. In popolnoma nerazumljivo, kako večje od ionskih prehodov, kjer lahko manjša.

Potrebno je bilo odločno spremeniti pogled na mehanizem prehoda ionov skozi membrane. Jasno je, da samo utemeljitev pore v membrani ne stori tukaj. In potem je bila ideja izražena, da lahko ioni prečkajo membrano na povsem drugačen način, s pomočjo skrivnosti do časa pred časom zaveznikov - edinstvenih organskih prevoznikov, skritih v sami membrane. S to molekulo lahko ioni prečkajo membrano kjerkoli in ne samo skozi pore. Poleg tega so te molekule dobro odlikujejo njihovi potniki, ne zmedejo natrijevih ionov s kalijevimi ioni.

Nato bo splošna slika širjenja živčnega impulza imela naslednjo obliko. V miru nosilnih molekul, ki se zaračunavajo negativno, se membranski potencial pritisne na zunanjo mejo membrane. Zato je natriva prepustnost zelo majhna: 10-20-krat manj kot za kalijeve ione. Kalij lahko prečka membrano skozi pore. Ko se vzbudite val, se zmanjša tlak električnega polja na nosilcih molekula; Ponastavijo svoje elektrostatične "obešalne" in začnejo nositi natrijeve ione znotraj celice. Nadalje zmanjšuje potencial membrana. To je kot verižni proces polnjenja procesa membrana. In ta proces se nenehno širi vzdolž živčnega vlakna.

Zanimivo je, da živčna vlakna porabijo za njihovo glavno delo - opravljanje živčnih impulzov - skoraj 15 minut na dan. Vendar pa je pripravljen za to vlakno na kateri koli drugi drugi: vsi elementi dela živčnih vlaken brez odmora - 24 ur na dan. Nervozna vlakna v tem smislu so podobna interceptualnemu zrakoplovi, ki nenehno delujejo motorje za takojšen odhod, vendar se odhod lahko opravi šele enkrat nekaj mesecev.

Zdaj smo se seznanili s prvo polovico skrivnostnega dejanja, da bi prehajali živčni impulz - vzdolž istih vlaken. Toda kako je vzbujanje iz celice do celice, skozi sklepe sklepov - sinapse. To vprašanje je bilo raziskano v briljantnih poskusih tretjega nobelove nagrajene, Johna Ecclesa.

Excition se ne more neposredno premikati od živčnih končic ene celice na telo ali dendritis druge celice. Skoraj celotni tokovi skozi sinaptično režo v zunanjo tekočino, negativni delež pa se ne more izogniti v sosednji celici s sinoto, ki ne more povzročiti vzbujanja. Tako je na področju sinaps, električna kontinuiteta v razmnoževanju živčnega pulza je zlomljena. Tukaj, na križišču dveh celic, se začne veljati popolnoma drugačen mehanizem.

Ko pride do prekinitve celice, na mesto sinapse, se fiziološko aktivne snovi razlikujejo v medceličnih tekočih-mediatorjih ali posrednikih. Postanejo povezava pri prenosu informacij iz celice do celice. Mediator kemično sodeluje z drugo živčno celico, spremeni prepustnost ionske membrane - kot bi se prelomila skozi vrzel, v kateri je veliko ionov hitri, vključno z natrijevimi ioni.

Torej, zahvaljujoč delm Hodgkina, Huxleyja in Eccles, je najpomembnejših stanj živčne celice - vzbujanje in zaviranje - lahko opisane v smislu ionskih procesov, v smislu strukturnih preureditev površinskih membran. Na podlagi teh del lahko že predpostavljate o možnih mehanizmih za kratkoročni in dolgoročni spomin, plastične lastnosti živčnega tkiva. Vendar pa je to pogovor o mehanizmih znotraj ene ali več celic. To je le možganska abeceda. Očitno je lahko naslednja faza veliko težje - odprtje zakonov, na katerih se gradi koordinacijska aktivnost na tisoče živčnih celic, prepoznavanje jezika, na katerem se nervozni centri govorijo med seboj.

Zdaj smo v poznavanju dela možganov na ravni otroka, ki je prepoznala črke abecede, vendar ne ve, kako jih veženja v besede. Vendar pa ni daleč, ko so znanstveniki s kodeksom - osnovni biokemični dejanji, ki se pojavljajo v živčni celici, preberite fascinantni dialog med srčnimi možganskimi možgani.

Podroben opis ilustracij

Predstavitve znanstvenikov o mehanizmu prenosa živčnega impulza so bile nedavno precejšnje spremembe. Do nedavnega so bila stališča Bernsteina prevladovala v znanosti. Po njegovem mnenju, v mirovanju (1), se živčna vlakna zaračuna pozitivno zunaj in negativno notri. To je bilo posledica dejstva, da se skozi pore v steni vlakna lahko potekajo le pozitivno napolnjene kalijeve ione (K +); Veliki dimenzionalni negativno oblečeni anioni (A -) so prisiljeni ostati znotraj in ustvarjajo presežek negativnih stroškov. Vzbujanje (3) na Bernsteinu se zmanjša na izginotje potencialne razlike, ki je posledica dejstva, da se velikost por poveča, anioni navzven in poravnajo ionsko stanje: število pozitivnih ionov postane enako številu negativnih . Delo nagrad Nobelove nagrade iz leta 1963 A. Khodjkpna, E. Huxley in D. Ecclessa sta spremenila naše prejšnje ideje. Dokazano je, da so pozitivni natrijevi ioni (NA +) vključeni tudi v živčni vzbujanje, negativni ne-klor (CL) in negativno napolnjen nosilec molekul. Stanje počitka (3) se oblikuje načeloma, prav tako kot je bilo razmišljanje pred: presežek pozitivnih ionov - zunaj živčnega vlakna, presežek negativnega - znotraj. Vendar pa je bilo ugotovljeno, da se pri navdušenju (4), ne pride do poravnave dajatev, in polnjenje: presežek negativnih ionov se oblikuje zunaj, in notranjost je presežek pozitivnega. Pojasnjeno je z dejstvom, da ko je nosilna molekula navdušena, se pozitivni natrijev ioni začenjajo prevažati skozi steno. Tako se živčni impulz (5) premika po vlaknu, ki ponovno nalaga dvojno električno plast. In iz celice do celice, vzbujanje prenaša s posebnega kemikalija "Taran" (6) - acetilholinska molekula, ki pomaga, da se ioni prelomi skozi steno sosednjih živčnih vlaken.