W jaki sposób neuron umożliwia przekazywanie impulsów?
Potencjał błony spoczynkowej:
- Neurony utrzymują spoczynkowy potencjał błonowy, który jest różnicą ładunku elektrycznego w błonie komórkowej. Potencjał ten jest ustalany i utrzymywany przez gradienty stężeń jonów i specyficzne kanały jonowe w membranie.
Generowanie potencjału działania:
1. Depolaryzacja :Kiedy bodziec jest wystarczająco silny, aby pokonać potencjał progowy neuronu, neuron ulega depolaryzacji. Podczas tej fazy potencjał błony szybko staje się mniej ujemny (tj. bardziej dodatni) w wyniku otwarcia bramkowanych napięciem kanałów sodowych (Na+). Jony sodu przedostają się do neuronu, jeszcze bardziej depolaryzując błonę.
2. Potencjał działania :Depolaryzacja osiąga szczyt, wyzwalając potencjał czynnościowy. W tej fazie potencjał błonowy szybko się odwraca, stając się bardziej dodatni niż potencjał spoczynkowy. Napływ jonów sodu powoduje, że membrana staje się wysoce przepuszczalna dla sodu.
3. Repolaryzacja :Po osiągnięciu szczytu potencjału czynnościowego potencjał błonowy zaczyna się repolaryzować, powracając do potencjału spoczynkowego. Kanały potasowe bramkowane napięciem (K+) otwierają się, umożliwiając wypływ jonów potasu z neuronu, repolaryzując błonę.
Okresy refrakcji:
- Bezwzględny okres refrakcji :W okresie bezwzględnej refrakcji neuron jest całkowicie niereagujący na dalsze bodźce. Kanały sodowe są inaktywowane, a błona nie może generować kolejnego potencjału czynnościowego.
- Względny okres refrakcji :W tej fazie neuron jest mniej wrażliwy na bodźce w porównaniu do stanu spoczynku. Niektóre kanały sodowe są nadal inaktywowane, ale membrana z większym prawdopodobieństwem wygeneruje potencjał czynnościowy, jeśli otrzyma wystarczająco silny bodziec.
Propagacja potencjału działania:
- Potencjał czynnościowy rozchodzi się wzdłuż aksonu, z dala od ciała komórki neuronu. Fala depolaryzacji powoduje otwarcie bramkowanych napięciem kanałów sodowych w sąsiednich odcinkach błony, co prowadzi do sekwencyjnego generowania potencjałów czynnościowych.
Przewodnictwo słone :
- W neuronach mielinizowanych, gdzie akson jest pokryty osłonką mielinową, potencjały czynnościowe wydają się „przeskakiwać” z jednego węzła Ranviera do drugiego. To przewodzenie solne przyspiesza przenoszenie potencjałów czynnościowych na duże odległości.
W synapsie (połączeniu dwóch neuronów) potencjał czynnościowy powoduje uwolnienie neuroprzekaźników do szczeliny synaptycznej, umożliwiając przekazywanie sygnałów do sąsiednich neuronów lub komórek docelowych, propagując w ten sposób informację w całym układzie nerwowym.
Zorganizowane wzajemne oddziaływanie kanałów jonowych, zmiany potencjału błonowego i uwalnianie neuroprzekaźników umożliwia neuronom szybkie, wydajne i wysoce zorganizowane przesyłanie impulsów elektrycznych, wspierając komunikację w złożonych sieciach neuronowych mózgu i ciała.
