Caratteristiche, fasi, funzioni di impulso nervoso

Lui impulso nervoso È una serie di potenziali d'azione (PA) che si verificano lungo l'assone e altre cellule elettricamente eccitabili (muscolari e ghiandolari). In linea di principio, si verifica quando un messaggio viene trasmesso da un neurone all'altro o da un neurone a un organo effettore perché viene ricevuto uno stimolo esterno o interno.

Il messaggio è fondamentalmente un segnale elettrico che viene generato nei dendriti o nel corpo neurone e si reca alla fine dell'assone in cui viene trasmesso il segnale. Questo potenziale d'azione è il segnale elettrico primario generato da cellule nervose, neuroni ed è causato da cambiamenti nella permeabilità della membrana a ioni specifici.

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La dipendenza dalla cinetica e dalla tensione dalla permeabilità a determinati ioni fornisce una spiegazione completa della generazione del potenziale d'azione.

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Caratteristiche

Il potenziale d'azione è quindi un fenomeno esplosivo che si diffonderà senza diminuire lungo le fibre nervose. L'assone conduce la PA dal suo punto di origine, che è la zona di inizio dei picchi (vicino al cono assonale del neurone), ai terminali axonici.

I neuroni sono quindi cellule specializzate nella ricezione di stimoli e trasmissione dell'impulso. Le risposte elettriche attive dei neuroni e di altre cellule eccitabili dipendono dalla presenza di proteine ​​specializzate, note come canali ionici dipendenti dalla tensione, nella membrana cellulare.

Affinché l'impulso nervoso possa generare, deve necessariamente verificarsi un cambiamento nella membrana neurone, che si estende in tutto l'assone. La differenza elettrochimica tra citoplasma cellulare e mezzo extracellulare consente di produrre una differenza potenziale su entrambi i lati della membrana.

Se misuriamo questa differenza potenziale elettrochimica all'interno e all'esterno della membrana osserviamo una differenza di -70mv approssimativamente. In questo senso, il lato interno della membrana del neurone è negativo rispetto al lato esterno quando non c'è stimolo.

Canali ionici e la sua importanza

Tensione -Canali ionici dipendenti consentono gli ioni di muoversi attraverso la membrana in risposta ai cambiamenti nel campo elettrico della membrana. Esistono diversi tipi di canali ionici esistenti nel neurone ciascuno dei quali consentirà il passaggio di una specie ionica specifica.

Questi canali non sono distribuiti uniformemente sulla membrana. Tuttavia, nella membrana assonale possiamo trovare canali per Na+ e per l'azione rapida K+, mentre nel terminale assonale troviamo i canali CA+.

I canali K+ sono responsabili del mantenimento dello stato delle cellule elettricamente eccitabili quando non ci sono stimoli che innescano un PA, un fenomeno chiamato cambiamenti passivi nel potenziale della membrana.

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Mentre i canali Na+ reagiscono rapidamente nella depolarizzazione della membrana quando viene generato un cambiamento attivo nel potenziale della membrana.

D'altra parte, i canali Ca+ sebbene aperti più lentamente durante la depolarizzazione hanno il ruolo fondamentale di diffondere i segnali elettrici e innescare il rilascio di segnali di neurotrasmettitore nelle sinapsi

Bioelementi che partecipano all'eccitabilità del neurone

L'impulso si verifica a causa dell'asimmetria nella concentrazione di bioelementi e biomolecole tra il citoplasma e il mezzo extracellulare. Gli ioni più importanti che partecipano all'eccitabilità del neurone sono Na+, K+, Ca2+e Cl-.

Ci sono anche alcuni anioni organici e proteine ​​che si trovano solo nel fluido intracellulare e non possono lasciarlo perché la membrana plasmatica è impermeabile a questi componenti.

Al di fuori della cellula c'è una maggiore concentrazione di ioni come Na+ (10 volte di più) e Cl- e all'interno di 30 volte più K+ e un gran numero di anioni organici (proteine) che generano che il citoplasma ha un carico negativo.

Al momento in cui i canali Na+ e K+ sensibili alla tensione sono aperti, le variazioni di tensione verranno trasmesse in aree adiacenti alla membrana e inducono l'apertura dei componenti sensibili alla tensione in tali aree e la trasmissione della variazione di tensione ad altri settori.

Dopo la chiusura dei canali Na+ e K+, le porte vengono inattivate durante un breve periodo, il che significa che l'impulso non può tornare indietro.

Dipendenze potenziali d'azione

La produzione del potenziale d'azione dipende quindi da tre elementi essenziali:

Innanzitutto, trasporto attivo ionico da proteine ​​di membrana specifiche. Ciò genera concentrazioni ineguali di una specie ionica o più specie su entrambi i lati dello stesso.

In secondo luogo, la distribuzione ineguale degli ioni genera un gradiente elettrochimico attraverso la membrana che genera una potenziale fonte di energia.

Infine, i canali di gate ionica, selettivi a specie ioniche in cemento, consentono al flusso di correnti ioniche promosse da gradienti elettrochimici attraverso questi canali che attraversano la membrana.

Fasi

Potenziale di riposo

Quando un potenziale d'azione non viene trasmesso. La membrana del neurone è a riposo. In questo caso il liquido intracellulare (citoplasma) e il fluido extracellulare contengono diverse concentrazioni di ioni inorganici.

Ciò si traduce nello strato esterno della membrana ha un carico positivo mentre l'interno ha un carico negativo, il che significa che la membrana a riposo è "polarizzata". Questo potenziale a riposo ha un valore di -70 mV, cioè il potenziale all'interno della cellula è di 70 mV più negativo del potenziale extracellulare.

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Nella cella esiste normalmente input Na+ e uscita K+ a causa del gradiente di concentrazione (trasporto attivo). Dato che c'è più Na+ al di fuori della cella, questo tende ad essere introdotto e poiché ci sono più k+ all'interno della cella tende ad uscire per abbinare la sua concentrazione su entrambi i lati della membrana.

La diversa concentrazione ionica è mantenuta dall'azione di una proteina di membrana chiamata "pompa di sodio e potassio". Per preservare la differenza potenziale, la pompa Na+ e K+ disegna 3 ioni di Na+ per ogni due di K+ che introduce.

Formazione di impulsi nervosi

Quando si verifica uno stimolo nell'area di ricezione della membrana neuronale, esiste un potenziale generatore che aumenta nella membrana la permeabilità a NA+.

Se questo potenziale supera la soglia di eccitabilità che è da -65 a -55 mV+.

La massiccia ingresso di Na+ che ha un carico positivo significa che i suddetti carichi elettrici sono investiti. Questo fenomeno è noto come depolarizzazione della membrana. Quest'ultimo si ferma in circa +40mv.

Quando si raggiunge la soglia, viene sempre generata una PA standard, poiché non ci sono impulsi nervosi grandi o piccoli, di conseguenza tutti i potenziali d'azione sono uguali. Se la soglia non viene raggiunta, che è noto come il principio di "tutto o niente".

L'AP è molto breve di 2-5 millisecondi. L'aumento della permeabilità della membrana a Na+ cessa rapidamente perché i canali Na+ sono inattivati ​​e aumenta la permeabilità ai k ioni che scorrono dal citoplasma ristabilindo il potenziale a riposo.

Spostamento dell'impulso

L'impulso non rimane nella membrana neuronale in cui viene generato a seguito di un potenziale generatore, ma si muove attraverso la membrana lungo il neurone fino a raggiungere la fine dell'assone.

La trasmissione dell'impulso consiste nel suo spostamento a forma di onde elettriche lungo la fibra nervosa. Una volta raggiunti i piedi terminali dell'assone, è necessario attraversare una sinapsi che viene eseguita per mezzo di neurotrasmettitori chimici.

La PA viaggia lungo la fibra nervosa continua. L'AP In questa situazione, avanza nei salti da un nodulo all'altro, quello che è noto come una conduzione salinatrice.

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Questo tipo di trasmissione risparmia molto. Le velocità sono state registrate fino a 120 m/sec, mentre quelle fibre non coperte dalla mielina la velocità approssimativa sono 0,5 m/sec.

Trasmissione sinaptica

Il flusso dell'impulso nervoso va dalla fine del neurone che include il corpo e i dendriti all'estremità emotiva formata dall'assone e dalle sue ramificazioni collaterali. Le finali axoniche sono incluse qui le cui estremità sono piedi terminali o pulsanti sinaptici.

La zona di contatto tra un neurone e un altro o tra un neurone e una cellula muscolare o ghiandolare è chiamata sinapsi. Per il verificarsi di sinapsi, i neurotrasmettitori hanno un ruolo fondamentale per il messaggio trasmesso per avere continuità sulle fibre nervose.

Comportamento ciclico dell'impulso

In sostanza un potenziale d'azione è un cambiamento nella polarità della membrana negativa a positiva e ritorno al negativo in un ciclo che dura da 2 a 5 millisecondi.

Ogni ciclo comprende una fase di spolarizzazione ascendente, una fase discendente di ripolarizzazione e una fase sottosuota chiamata iperpolarizzazione in figure inferiori a -70 mV.

Funzioni

L'impulso nervoso è un messaggio elettrochimico. È un messaggio perché c'è una destinazione e un mittente ed è elettrochimico poiché esiste un componente elettrico e un componente chimico.

Attraverso l'impulso nervoso (potenziale d'azione), i neuroni trasportano informazioni rapidamente ed esattamente per coordinare le azioni di tutto il corpo di un organismo.

I PA sono responsabili di ogni memoria, sensazione, pensiero e risposta motoria. Questo nella maggior parte dei casi si verifica a grandi distanze per controllare le risposte effettrici che includono l'apertura di canali ionici, la contrazione muscolare e l'esocitosi.

Riferimenti

1. Alcaraz, v. M. (2000). Struttura e funzione del sistema nervoso: ricevimento sensoriale e stati di agenzia. UNAM.
2. Bacq, Z. M. (2013). Trasmissione chimica degli impatti nervosi: uno schizzo storico. Elsevier.
3. Brown, a. G. (2012). Cellule nervose e sistemi nervosi: un'introduzione alla neuroscienza. Springer Science & Business Media.
4. Kolb, b., & Whishaw, io. Q. (2006). Neuropsicologia umana. Ed. Pan -American Medical.
5. McComas, a. (2011). Galvas's Spark: The Story of the Nerve Impulse. la stampa dell'università di Oxford.
6. Morris, c. G., & Maisto, a. A. (2005). Introduzione alla psicologia. Pearson Education.
7. Randall, d., Burggren, w., & Francese, K. (2002). Eckert. Fisiologia degli animali: meccanismi e adattamenti. Quarta edizione. McGraw-Hill Inter-American, Spagna.
8. Toole, g., & Toole, s. (2004). Essenziale come biologia per OCR. Nelson Thornes.