Forstå overføring av nerveimpulser

December 3  by Eliza

Nerveimpulser ha en dominoeffekt. Hvert nevron mottar en impuls, og må gi det videre til neste nervecellen og sørge for riktig impuls fortsetter på sin vei. Gjennom en kjede av kjemiske hendelser, dendritter (del av et nevron) plukke opp en impuls som er skytteltrafikk gjennom aksonet og overføres til neste nervecellen. Hele impuls passerer gjennom et nevron i omtrent syv millisekunder - raskere enn et lynnedslag. Her er hva som skjer på bare seks enkle trinn:

  1. Polarisering av nervecellen membran: Natrium er på utsiden, og kalium er på innsiden.

    Cellemembranene omgir nerveceller akkurat som en hvilken som helst annen celle i kroppen har en membran. Når et nevron ikke stimuleres - det er bare å sitte med ingen impuls til å bære eller overføre - dens membran er polarisert. Ikke lammet. Polarisert. Er polarisert betyr at den elektriske ladning på utsiden av membranen er positiv mens den elektriske ladning på innsiden av membranen er negativ. Utsiden av cellen inneholder overskudd av natriumioner (Na +); innsiden av cellen inneholder overskudd av kaliumioner (K ​​+). (Ioner er atomer av et element med en positiv eller negativ ladning).

    Du lurer sikkert på: Hvordan kan ladningen inne i cellen være negativ hvis cellen inneholder positive ioner? Godt spørsmål. Svaret er at i tillegg til K +, negativt ladede proteiner og nukleinsyremolekyler også bebo cellen; Derfor, er innsiden negativ i forhold til utsiden.

    Så, hvis cellemembranene tillate ioner for å krysse, hvordan Na + bo ute og K + bo inne? Hvis denne tanken streifet tankene dine, du fortjener en stor gullstjerne! Svaret er at Na + og K + har i virkeligheten bevege seg frem og tilbake på tvers av membranen. Men Mother Nature tenkt på alt. Det er Na + / K + pumper på membranen som pumpe Na + tilbake utenfor og K + tilbake inne. Ladningen av et ion hemmer membranpermeabilitet (det er, gjør det vanskelig for andre ting å krysse membranen).

  2. Hvilepotensialet gir nervecellen en pause.

    Når nervecellen er inaktiv og polarisert, er det sagt å være på sitt hvilepotensialet. Det gjenstår på denne måten til en stimulus kommer sammen.

  3. Aksjonspotensial: Natriumioner flytte inne i membranen.

    Når en stimulus når en hvile neuron, gated ionekanaler på hvilende neuron membran åpner plutselig og tillater Na + som var på utsiden av membranen for å gå brusende inn i cellen. Når dette skjer, går nervecellen blir polarisert til å bli depolarisert.

    Husk at når neuron ble polarisert, på utsiden av membranen var positive, og var negativ på innsiden av membranen. Vel, etter flere positive ioner går lading inne i membranen, blir innsiden positive, så vel; polarisasjon er fjernet og terskelen er nådd.

    Hver neuron har et terskelnivå - det punkt hvor det ikke er holdt tilbake. Etter at stimuleringen går over terskelnivået, mer ionekanaler åpne og tillate mer Na + inne i cellen. Dette fører komplett depolarisering av nervecellen og et aksjonspotensial er opprettet. I denne tilstand fortsetter neuron å åpne Na + kanaler langs hele membranen. Når dette skjer, er det en alt-eller-ingen fenomen. "Alt-eller-ingen" betyr at hvis en stimulus ikke overstiger terskelnivået og gi alle de portene åpne, ingen handling potensielle resultater; men etter terskelen er krysset, er det ingen vei tilbake: Komplett depolarization oppstår og stimulans vil bli overført.

    Når en impuls reiser ned et akson dekket av et myelin skjede, må impulsen flytte mellom uisolerte hull som kalles noder av Ranvier som eksisterer mellom hver Schwann celle.

  4. Repolarisering: Kalium ioner beveger seg utenfor, og natriumioner bo inne i membranen.

    Etter innsiden av cellen blir oversvømmet med Na +, gated ionekanaler på innsiden av membranen åpen for å tillate at K + til å bevege seg på utsiden av membranen. Med K + flyttet til utsiden, membranens repolarisering gjenoppretter elektrisk balanse, selv om det er på motsatt side av den første polariserte membran som hadde Na + på utsiden og K + på innsiden. Like etter at K + portene åpne, Na + portene lukkes; ellers membranen ikke kunne repolarize.

  5. Hyperpolarization: Flere kalium ioner er på utsiden enn det er natriumioner på innsiden.

    Når K + portene til slutt tett, har neuron litt mer K + på utsiden enn det har Na + på innsiden. Dette fører til at membranpotensialet til å slippe litt lavere enn hvilepotensialet, og membranen sies å være hyperpolariserte, fordi den har et større potensial. (På grunn av at membranen potensial er lavere, har det mer plass til å "vokse".). Denne perioden varer ikke lenge, selv om (vel, ingen av disse trinnene ta lang tid!). Etter at impulsen er reist gjennom nervecellen, er virkningspotensialet over, og cellemembranen går tilbake til normal (det vil si, hvilende potensial).

  6. Refraktærtid setter alt tilbake til det normale: Kalium returnerer inne, natrium returnerer utenfor.

    De refraktære perioden er når den Na + og K + er kommet tilbake til sine opprinnelige sider: Na + på utsiden og K + på innsiden. Mens nervecellen er opptatt tilbake alt til det normale, betyr det ikke svare på innkommende stimuli. Det er litt som å la telefonsvareren plukke opp telefonsamtalen som gjør telefonen ringe akkurat som du går inn døren med hendene fulle. Etter at Na + / K + pumper tilbake ionene til sin rettmessige siden av nevronets cellemembranen, er nervecellen tilbake til sin normale polarisert tilstand og forblir i hvilepotensialet til en annen impuls kommer.

    Figuren nedenfor viser overføring av en impuls.

Forstå overføring av nerveimpulser

Overføring av en nerveimpuls: Hvile potensial og aksjonspotensial.

Som gapene mellom Schwann-celler på en isolert axon, et gap kalles en synapse eller synaptiske spalten skiller axon av en nevron og dendritter i den neste neuron. Nevroner ikke røre. Signalet må traversere synapsen for å fortsette sin bane gjennom nervesystemet. Elektriske ledning bærer en impuls på tvers av synapser i hjernen, men også i andre deler av kroppen, blir impulsene båret over synapser som følgende kjemiske forandringer:

  1. Kalsium portene åpner.

    Ved slutten av axon fra hvilken impuls kommer, membran depolariserer, ionekanaler åpne, og kalsiumioner (Ca2 +) får lov til å gå inn i cellen.

  2. Slippe en nevrotransmitter.

    Når kalsiumioner jag i, et kjemikalie som kalles en nevrotransmitter er sluppet inn i synapse.

  3. Signalstoffet binder seg med reseptorer på nervecellen.

    Den kjemiske som fungerer som signalstoffet beveger seg over synapse og binder seg til proteiner på nervecellen membranen som er i ferd med å motta impuls. Proteinene tjener som reseptorer, og forskjellige proteiner som tjener som reseptorer for forskjellige nevrotransmittere - det vil si, neurotransmittere har spesifikke reseptorer.

  4. Eksitasjon eller inhibering av membranen oppstår.

    Enten eksitasjon eller inhibering oppstår, avhenger av hvilke kjemiske tjente som den nevrotransmitter og det resultat at det hadde. For eksempel, hvis neurotransmitter bevirker at Na + kanaler for å åpne, blir neuron membran depolarisert, og impulsen er ført gjennom det neuron. Hvis K + -kanaler åpen, blir nervecellen membran hyperpolarized, og hemming oppstår. Impulsen blir stoppet døde hvis et aksjonspotensial ikke kan bli generert.

    Hvis du lurer på hva som skjer med signalstoffet etter at den binder seg til reseptoren, er du virkelig får gode på dette anatomi og fysiologi ting. Her er historien: Etter signalstoffet produserer sin effekt, enten det er eksitasjon eller hemming, receptor utgivelser det og signalstoffet går tilbake i synapse. I synapsen, cellen "resirkulerer" det degraderte neurotransmitter. Kjemikaliene gå tilbake inn i membranen, slik at under den neste impuls, når de synaptiske vesikler bindes til membranen, den komplette neurotransmitter kan igjen bli frigitt.