Məlumat

Fikir yarandıqda sinir hüceyrəsində nə baş verir?

Fikir yarandıqda sinir hüceyrəsində nə baş verir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən impulsların keçirilməsi və ötürülməsinin əsas sinir fiziologiyasını bilirəm, lakin bir düşüncə yarandıqda sinir hüceyrəsində əslində nə baş verdiyini bilmirəm. Xarici stimul (toxunma stimullaşdırılması, toxuma zədələnməsinə səbəb olan zədə kimi) müvafiq Na+Kanallarının stimullaşdırılmasına səbəb olduqda və fəaliyyət potensialı yaranır. Bəs biz bir şey haqqında düşünəndə Mərkəzi Sinir Sisteminin neyronlarında hansı stimul var? Neyronun fəaliyyət potensialı yaratmasına və sonra onu izləyərək müxtəlif dövrələrə ötürülməsinə səbəb olan və sonra biz buna uyğun reaksiya verən stimul məhz nədir?


Bu, bir çox insanı narahat edən təkrarlanan sualdır. Quora-da maraqlı bir cavab oxudum. Əsasən müəllif deyir ki, beyində həmişə davamlı fəaliyyət var. Hər bir düşüncə nədənsə tətiklənir, şüurlu və ya şüursuz olsun. Beyin heç vaxt səssiz deyil, hətta ən dərin yuxunuzda belə yalnız yavaş dalğalı sinxron fəaliyyətlə hələ də fəaliyyət var. Müəyyən bir düşüncənin tamamilə təsadüfi olaraq ortaya çıxdığı görünsə də, hələ də müəyyən girişlər tərəfindən tetiklenir, qoy onlar sensor və ya daxili olsun. Nəzərə alın ki, fəaliyyət potensialı ya xarici aləmdən gələn siqnallar (sensor reseptor neyronları), ya da beyin və bədəndəki digər hüceyrələrdən gələn siqnallar vasitəsilə tetiklene bilər.

Onu da nəzərə alın ki, bütün neyronlar olmasa da, əksəriyyət fon fəaliyyəti göstərir ('neyron səs-küy'); girişlər olmadan belə atəşi heç vaxt dayandırmırlar. Bu fon potensiallarından biri və ya bir neçəsi postsinaptik neyrona təsir etdikdə, həmin neyron yanğın və fəaliyyət potensialını aktivləşdirə bilər. Bu, sinir sistemindəki bəzi təsadüfi hadisələri də izah edə bilər.


Düşüncələriniz Beyninizi, Hüceyrələrinizi və Genlərinizi Necə Dəyişdirir

Hər günün hər dəqiqəsində vücudunuz beyninizdən keçən fikirlərə cavab olaraq fiziki olaraq reaksiya verir, sözün əsl mənasında dəyişir.

Dəfələrlə sübut edilmişdir ki, sadəcə bir şey haqqında düşünmək beyninizin özünün hissələri və sinir sisteminizlə əlaqə saxlamağa imkan verən neyrotransmitterləri, kimyəvi xəbərçiləri buraxmasına səbəb olur. Neyrotransmitterlər hormonlardan həzm prosesinə, xoşbəxt, kədərli və ya stresli hisslərə qədər bədəninizin faktiki olaraq bütün funksiyalarını idarə edir.

Tədqiqatlar göstərir ki, yalnız düşüncələr görmə, fitness və gücü inkişaf etdirə bilər. Məsələn, saxta əməliyyatlar və saxta dərmanlarla müşahidə edilən plasebo effekti düşüncənin gücünə görə işləyir. Gözləntilərin və öyrənilmiş assosiasiyaların beyin kimyasını və dövrəsini dəyişdirdiyi göstərilmişdir ki, bu da daha az yorğunluq, aşağı immun sisteminin reaksiyası, yüksək hormon səviyyələri və azaldılmış narahatlıq kimi real fizioloji və idrak nəticələri ilə nəticələnir.

Otuz ildən artıqdır ki, dünyanın nüfuzlu elmi müəssisələrində aparılan şüurun təbiətini araşdıran böyük tədqiqatlar göstərir ki, düşüncələr ən sadə maşınlardan tutmuş ən mürəkkəb canlılara qədər hər şeyə təsir edə bilir. Bu sübut göstərir ki, insan düşüncələri və niyyətləri dünyamızı dəyişdirmək üçün heyrətamiz gücə malik faktiki fiziki “nəsə”dir. Sahib olduğumuz hər bir düşüncə, dəyişdirmə gücünə malik maddi enerjidir. Düşüncə təkcə bir şey deyil, düşüncə başqa şeylərə təsir edən bir şeydir. ( Daha çox oxu )


Mühəndisdən soruşun

İnsan beyni sinaps adlanan trilyonlarla əlaqə ilə bir-birinə bağlanmış təxminən 100 milyard sinir hüceyrəsindən (neyronlardan) ibarətdir. Orta hesabla, hər bir əlaqə saniyədə təxminən bir siqnal ötürür. Bəzi ixtisaslaşmış bağlantılar saniyədə 1000-ə qədər siqnal göndərir. MIT McGovern Beyin Tədqiqatları İnstitutunun neyrotexnologiya direktoru Çarlz Cenninqs deyir: “Nədənsə… bu düşüncə yaradır”.

Başınızın içində baş verənlərin fiziki mürəkkəbliyini nəzərə alsaq, bir düşüncəni əvvəldən sona qədər izləmək asan deyil. “Bu, bir az meşənin haradan başladığını soruşmağa bənzəyir. Birinci yarpaqdadır, yoxsa ilk kökün ucunda?” Jennings deyir. Daha sadə, sonra qavrayışları - birbaşa xarici stimullar tərəfindən tetiklenen "düşüncələri" nəzərdən keçirməklə başlamaq üçün bir tük dərinizi fırçalayır, kompüter ekranında bu sözləri görürsən, telefon zəngi eşidirsən. Bu hadisələrin hər biri beyində bir sıra siqnalları işə salır.

Məsələn, bu sözləri oxuduğunuz zaman hərflərin naxışları ilə əlaqəli fotonlar tor qişanıza dəyir və onların enerjisi oradakı işığı aşkar edən hüceyrələrdə elektrik siqnalını işə salır. Bu elektrik siqnalı neyronlar arasındakı əlaqələrin bir hissəsi olan akson adlanan uzun iplər boyunca dalğa kimi yayılır. Siqnal bir aksonun sonuna çatdıqda, kimyəvi neyrotransmitterlərin sinapsa salınmasına səbəb olur, akson ucu ilə hədəf neyronlar arasında kimyəvi birləşmədir. Hədəf neyron öz elektrik siqnalı ilə cavab verir və bu da öz növbəsində digər neyronlara yayılır. Bir neçə yüz millisaniyə ərzində siqnal beyninizin bir neçə onlarla bir-birinə bağlı sahəsindəki milyardlarla neyronlara yayıldı və siz bu sözləri qəbul etdiniz. (Bütün bunlar və yəqin ki, tər tökməmisiniz.)

Daha sonra bu formaların qavrayışını simvollara, dilə və mənaya çevirə bilməyiniz tamam başqa bir hekayədir və nevrologiyanın mürəkkəbliyinin yaxşı göstəricisidir. Trilyonlarla əlaqənin və milyardlarla eyni vaxtda ötürülmənin beyninizdə necə birləşərək bir düşüncə meydana gətirdiyini təsəvvür etməyə çalışmaq bir az meşədəki yarpaqlara, köklərə, ilanlara, quşlara, gənələrə, marallara və digər hər şeyə baxmağa çalışmaq kimidir. eyni an.

Bununla belə, yeni beyin görüntüləmə vasitələri ilə tədqiqatçılar bunu etmək üçün addımlar atırlar. Beyində müxtəlif düşüncə növlərinin (məsələn, üz tanıma, emosiya və ya dil kimi) harada və necə yarandığını daha yaxşı başa düşmək tədqiqatçılara autizm və ya disleksiya kimi pozğunluqların müalicəsini inkişaf etdirməyə kömək edə bilər.

Amma bu məqsədə çatmaq? McGovern İnstitutunun doktoranturadan sonrakı əməkdaşı Evelina Fedorenko, "Bu, böyük bir sifarişdir" dedi. Beyin və Koqnitiv Elmlər professoru Nensi Kanvişer ilə işləyən Fedorenko, düşüncələrin qeydlərini parçalamaq üçün daha yaxşı alətlər hazırlamaq üzərində işləyir. Onların son işi, bizi insan edən müəyyən fəaliyyətlərdən biri olan beynin dili emal etdiyi yerin daha aydın mənzərəsini ortaya qoyur.

Bu suala görə Hindistanın Andhra Pradeş ştatının Srikakulam şəhərindən olan Rugada Meghanath-a təşəkkür edirik.


İçindəkilər

Heyvanların, bitkilərin və göbələklərin demək olar ki, bütün hüceyrə membranları hüceyrənin xarici və daxili hissələri arasında membran potensialı adlanan gərginlik fərqini saxlayır. Heyvan hüceyrə membranında tipik gərginlik -70 mV-dir. Bu o deməkdir ki, hüceyrənin daxili hissəsi xarici ilə müqayisədə mənfi gərginliyə malikdir. Əksər hüceyrə tiplərində membran potensialı adətən kifayət qədər sabit qalır. Bəzi hüceyrə növləri isə gərginliklərinin zamanla dəyişməsi mənasında elektrik cəhətdən aktivdirlər. Bəzi növ elektrik aktiv hüceyrələrində, o cümlədən neyronlar və əzələ hüceyrələri, gərginlik dalğalanmaları tez-tez sürətlə yuxarı qalxma və sonra sürətli eniş şəklində olur. Bu yuxarı və aşağı dövrlər kimi tanınır fəaliyyət potensialları. Bəzi neyron növlərində bütün yuxarı-aşağı dövrü saniyənin bir neçə mində birində baş verir. Əzələ hüceyrələrində tipik fəaliyyət potensialı saniyənin beşdə biri qədər davam edir. Bəzi digər hüceyrə və bitki növlərində fəaliyyət potensialı üç saniyə və ya daha çox davam edə bilər. [3]

Hüceyrənin elektrik xüsusiyyətləri onu əhatə edən membranın quruluşu ilə müəyyən edilir. Hüceyrə membranı daha böyük protein molekullarının yerləşdiyi molekulların lipid iki qatından ibarətdir. Lipid iki qatı elektrik yüklü ionların hərəkətinə yüksək dərəcədə davamlıdır, buna görə də bir izolyator kimi fəaliyyət göstərir. Böyük membrana daxil edilmiş zülallar, əksinə, ionların membrandan keçə biləcəyi kanalları təmin edir. Fəaliyyət potensialları, konfiqurasiyası hüceyrənin daxili və xarici hissəsi arasındakı gərginlik fərqinin bir funksiyası olaraq qapalı və açıq vəziyyətlər arasında dəyişən kanal zülalları tərəfindən idarə olunur. Bu gərginliyə həssas zülallar gərginliyə bağlı ion kanalları kimi tanınır.

Tipik bir neyronda proses Redaktə edin

Heyvanların bədən toxumalarında olan bütün hüceyrələr elektriklə qütbləşmişdir – başqa sözlə, hüceyrənin plazma membranında membran potensialı kimi tanınan gərginlik fərqini saxlayırlar. Bu elektrik qütbləşməsi ion nasosları və ion kanalları adlanan membrana daxil edilmiş zülal strukturları arasında mürəkkəb qarşılıqlı əlaqə nəticəsində yaranır. Neyronlarda membrandakı ion kanallarının növləri adətən hüceyrənin müxtəlif hissələrində dəyişir, dendritlərə, aksonlara və hüceyrə gövdəsinə fərqli elektrik xassələri verir. Nəticədə, neyron membranının bəzi hissələri həyəcanlı ola bilər (fəaliyyət potensialı yarada bilir), digərləri isə deyil. Son tədqiqatlar göstərmişdir ki, neyronun ən həyəcanlı hissəsi ilkin seqment adlanan akson təpəsindən sonrakı hissədir (aksonun hüceyrə gövdəsini tərk etdiyi nöqtə), lakin əksər hallarda akson və hüceyrə gövdəsi də həyəcanlı olur. . [4]

Membranın hər həyəcanlanan yamaq membran potensialının iki mühüm səviyyəsinə malikdir: istirahət potensialı, hüceyrəni heç bir şey pozmadığı müddətcə membran potensialının saxladığı dəyər və hədd potensialı adlanan daha yüksək dəyər. Tipik bir neyronun akson təpəsində istirahət potensialı -70 millivolt (mV) və həddi potensialı -55 mV ətrafındadır. Neyrona sinaptik girişlər membranın depolarizasiyasına və ya hiperpolyarlaşmasına səbəb olur, yəni membran potensialının yüksəlməsinə və ya azalmasına səbəb olur. Fəaliyyət potensialı, membran potensialını ərəfəyə çatdırmaq üçün kifayət qədər depolarizasiya toplandıqda işə salınır. Fəaliyyət potensialı işə salındıqda, membran potensialı birdən-birə yuxarıya doğru atılır və sonra eyni dərəcədə kəskin şəkildə aşağıya doğru atılır, tez-tez istirahət səviyyəsinin altında bitir və bir müddət orada qalır. Fəaliyyət potensialının forması stereotipdir, bu o deməkdir ki, artım və eniş adətən müəyyən bir hüceyrədəki bütün fəaliyyət potensialları üçün təxminən eyni amplituda və zaman kursuna malikdir. (İstisnalar məqalədə daha sonra müzakirə olunur). Əksər neyronlarda bütün proses saniyənin mində birində baş verir. Bir çox növ neyronlar saniyədə 10-100-ə qədər sürətlə hərəkət potensialı yayırlar. Bununla belə, bəzi növlər daha səssizdir və heç bir fəaliyyət potensialı yaymadan dəqiqələr və ya daha uzun müddət davam edə bilər.

Fəaliyyət potensialı hüceyrə membranında gərginliyə bağlı ion kanallarının xüsusi növlərinin olması ilə nəticələnir. [5] Gərginlik qapalı ion kanalı üç əsas xüsusiyyətə malik transmembran zülaldır:

  1. Birdən çox uyğunluğu qəbul etməyə qadirdir.
  2. Konformasiyalardan ən azı biri membran vasitəsilə xüsusi ion növləri üçün keçirici bir kanal yaradır.
  3. Konformasiyalar arasında keçid membran potensialından təsirlənir.

Beləliklə, gərginliyə bağlı ion kanalı membran potensialının bəzi dəyərləri üçün açıq, digərləri üçün isə qapalı olur. Əksər hallarda isə membran potensialı ilə kanal vəziyyəti arasındakı əlaqə ehtimal xarakterlidir və vaxt gecikməsini nəzərdə tutur. İon kanalları gözlənilməz vaxtlarda konformasiyalar arasında keçid edir: Membran potensialı keçidlərin sürətini və hər bir keçid növünün vaxt vahidi üçün ehtimalını müəyyən edir.

Gərginlik qapalı ion kanalları fəaliyyət potensialı yaratmağa qadirdir, çünki onlar müsbət əks əlaqə dövrələrinə səbəb ola bilər: Membran potensialı ion kanallarının vəziyyətinə nəzarət edir, lakin ion kanallarının vəziyyəti membran potensialına nəzarət edir. Beləliklə, bəzi hallarda membran potensialının artması ion kanallarının açılmasına səbəb ola bilər və bununla da membran potensialının daha da artmasına səbəb ola bilər. Bu müsbət rəy dövrü (Hodgkin dövrü) partlayıcı şəkildə davam etdikdə fəaliyyət potensialı yaranır. Fəaliyyət potensialının vaxtı və amplituda traektoriyası onu yaradan gərginlikli ion kanallarının biofiziki xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. Fəaliyyət potensialı yaratmaq üçün lazım olan müsbət rəyi yarada bilən bir neçə növ kanal mövcuddur. Gərginlik qapılı natrium kanalları sinir keçiriciliyində iştirak edən sürətli fəaliyyət potensialından məsuldur. Əzələ hüceyrələrində və bəzi növ neyronlarda daha yavaş fəaliyyət potensialı gərginliyə bağlı kalsium kanalları tərəfindən yaradılır. Bu növlərin hər biri müxtəlif gərginlik həssaslığı və fərqli temporal dinamika ilə bir çox variantda gəlir.

Gərginlikdən asılı ion kanallarının ən intensiv öyrənilmiş növü sürətli sinir keçiriciliyində iştirak edən natrium kanallarından ibarətdir. Bunlar bəzən Hodgkin-Huxley natrium kanalları kimi tanınır, çünki onlar ilk dəfə Alan Hodgkin və Andrew Huxley tərəfindən fəaliyyət potensialının biofizikası ilə bağlı Nobel Mükafatlı tədqiqatlarında səciyyələndirilib, lakin daha rahat şəkildə belə adlandırıla bilər. NaV kanallar. (“V” hərfi “gərginlik” deməkdir.) An NaV kanal kimi tanınan üç mümkün vəziyyətə malikdir deaktiv edilib, aktivləşdirilib, və təsirsiz hala gətirilmişdir. Kanal yalnız natrium ionları üçün keçiricidir aktivləşdirilib dövlət. Membran potensialı aşağı olduqda, kanal öz vaxtının çox hissəsini çənədə keçirir deaktiv edilib (qapalı) vəziyyət. Membran potensialı müəyyən bir səviyyədən yuxarı qalxarsa, kanalın keçidə keçmə ehtimalı artar aktivləşdirilib (açıq) vəziyyət. Membran potensialı nə qədər yüksək olarsa, aktivləşmə ehtimalı bir o qədər çox olar. Kanal aktivləşdirildikdən sonra o, nəhayət kanala keçəcək təsirsiz hala gətirilmişdir (qapalı) vəziyyət. Daha sonra bir müddət təsirsiz qalmağa meyllidir, lakin membran potensialı yenidən aşağı düşərsə, kanal sonda geriyə keçəcək. deaktiv edilib dövlət. Fəaliyyət potensialı zamanı bu tip kanalların əksəriyyəti bir dövrədən keçir deaktiv edilibaktivləşdirilibtəsirsiz hala gətirilmişdirdeaktiv edilib. Bu, yalnız əhalinin orta davranışıdır – fərdi kanal prinsipcə istənilən vaxt istənilən keçidi edə bilər. Ancaq bir kanalın keçid ehtimalı təsirsiz hala gətirilmişdir birbaşa bildirin aktivləşdirilib vəziyyəti çox aşağıdır: Bir kanalda təsirsiz hala gətirilmişdir vəziyyətinə geri keçənə qədər refrakterdir deaktiv edilib dövlət.

Bütün bunların nəticəsidir ki, kinetika NaV kanallar, dərəcələri mürəkkəb şəkildə gərginlikdən asılı olan keçid matrisi ilə idarə olunur. Bu kanalların özləri gərginliyin müəyyən edilməsində böyük rol oynadığından, sistemin qlobal dinamikasını işləmək olduqca çətin ola bilər. Hodgkin və Huxley Hodgkin-Huxley tənlikləri kimi tanınan ion kanalı vəziyyətlərini idarə edən parametrlər üçün bir sıra diferensial tənliklər hazırlamaqla problemə yaxınlaşdılar. Bu tənliklər sonrakı tədqiqatlarla geniş şəkildə dəyişdirilmişdir, lakin fəaliyyət potensialı biofizikasının əksər nəzəri tədqiqatları üçün başlanğıc nöqtəsini təşkil edir.

Membran potensialı artdıqca natrium ion kanalları açılır və natrium ionlarının hüceyrəyə daxil olmasına şərait yaradır. Bunun ardınca kalium ionlarının hüceyrədən çıxmasına imkan verən kalium ion kanalları açılır. Natrium ionlarının daxilə axını hüceyrədə müsbət yüklü kationların konsentrasiyasını artırır və hüceyrənin potensialının hüceyrənin istirahət potensialından daha yüksək olduğu depolarizasiyaya səbəb olur. Natrium kanalları fəaliyyət potensialının zirvəsində bağlanır, kalium isə hüceyrəni tərk etməyə davam edir. Kalium ionlarının axması membran potensialını azaldır və ya hüceyrəni hiperpolyarlaşdırır. İstirahətdən kiçik gərginlik artdıqda, kalium cərəyanı natrium cərəyanını üstələyir və gərginlik normal istirahət dəyərinə qayıdır, adətən -70 mV. [6] [7] [8] Bununla belə, gərginlik kritik həddi keçərsə, adətən istirahət dəyərindən 15 mV yüksək olarsa, natrium cərəyanı üstünlük təşkil edir. Bu, natrium cərəyanından gələn müsbət rəyin daha çox natrium kanalını aktivləşdirdiyi qaçaq vəziyyətə gətirib çıxarır. Beləliklə, hüceyrə yanğınlar, fəaliyyət potensialı yaradır. [6] [9] [10] [qeyd 1] Neyronun fəaliyyət potensialını ortaya çıxardığı tezlik tez-tez atəş dərəcəsi və ya sinir atəşi dərəcəsi.

Fəaliyyət potensialı zamanı gərginliyə bağlı kanalların açılması nəticəsində yaranan cərəyanlar adətən ilkin stimullaşdırıcı cərəyandan əhəmiyyətli dərəcədə böyükdür. Beləliklə, hərəkət potensialının amplitudası, müddəti və forması stimulun amplitudası və ya müddəti ilə deyil, əsasən həyəcanlanan membranın xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. Fəaliyyət potensialının bu hər şey və ya heç bir xüsusiyyəti onu reseptor potensialları, elektrotonik potensiallar, həddən artıq membran potensialı rəqsləri və stimulun miqyası ilə ölçülən sinaptik potensiallar kimi pilləli potensiallardan fərqləndirir. Gərginlikli kanalların növləri, sızma kanalları, kanal paylamaları, ion konsentrasiyası, membran tutumu, temperatur və digər amillərlə müəyyən edilən bir çox hüceyrə tipində və hüceyrə bölmələrində müxtəlif fəaliyyət potensialı növləri mövcuddur.

Fəaliyyət potensialında iştirak edən əsas ionlar natrium və kalium kationlarıdır, natrium ionları hüceyrəyə daxil olur, kalium ionları isə tarazlığı bərpa edərək tərk edir. Membran gərginliyinin kəskin şəkildə dəyişməsi üçün nisbətən az sayda ion membrandan keçməlidir. Fəaliyyət potensialı zamanı mübadilə edilən ionlar, buna görə də daxili və xarici ion konsentrasiyalarında cüzi dəyişiklik edir. Kəsişən bir neçə ion, digər ion daşıyıcıları ilə membrandakı ion konsentrasiyalarının normal nisbətini qoruyan natrium-kalium nasosunun davamlı fəaliyyəti ilə yenidən pompalanır. Kalsium kationları və xlorid anionları ürək fəaliyyət potensialı və tək hüceyrəli yosunlarda fəaliyyət potensialı kimi bir neçə fəaliyyət potensialında iştirak edir. Asetabulariya, müvafiq olaraq.

Fəaliyyət potensialları yerli olaraq həyəcanlanan membranın yamaqlarında əmələ gəlsə də, yaranan cərəyanlar membranın qonşu uzantılarında fəaliyyət potensialını işə salaraq domino kimi yayılmasını zəmin yarada bilər. Elektrik potensialının passiv yayılmasından (elektronik potensial) fərqli olaraq, fəaliyyət potensialı membranın həyəcanlı uzantıları boyunca yenidən yaranır və çürümədən yayılır. [11] Aksonların miyelinli hissələri həyəcanlı deyil və fəaliyyət potensialı yaratmır və siqnal elektrotonik potensial kimi passiv şəkildə yayılır. Ranvier qovşaqları adlanan müntəzəm aralıqlı miyelinsiz yamalar siqnalı gücləndirmək üçün fəaliyyət potensialı yaradır. Duzlu keçiricilik kimi tanınan bu növ siqnal yayılması siqnal sürəti və akson diametri arasında əlverişli bir mübadilə təmin edir.Akson terminallarının depolarizasiyası, ümumiyyətlə, neyrotransmitterin sinaptik yarığa salınmasına səbəb olur. Bundan əlavə, neokorteksdə hər yerdə olan piramidal neyronların dendritlərində geri yayılan fəaliyyət potensialları qeydə alınmışdır. [c] Bunların sünbül vaxtından asılı plastiklikdə rolu olduğu düşünülür.

Hodgkin-Huxley membran tutumu modelində, fəaliyyət potensialının ötürülmə sürəti müəyyən edilməmişdir və qonşu kanallarla sərbəst buraxılan ion müdaxiləsi səbəbindən bitişik ərazilərin depolarizasiya edildiyi güman edilirdi. İon diffuziyasının və radiusunun ölçülməsi o vaxtdan bunun mümkün olmadığını göstərdi. [ sitat lazımdır ] Üstəlik, entropiya dəyişikliklərinin və vaxtın ziddiyyətli ölçülməsi, tək fəaliyyət göstərən tutum modelini mübahisələndirdi. [ sitat lazımdır ] Alternativ olaraq, Gilbert Linqin adsorbsiya fərziyyəsi, canlı hüceyrənin membran potensialının və fəaliyyət potensialının mobil ionların hüceyrələrin adsorbsiya sahələrinə adsorbsiya edilməsi ilə bağlı olduğunu irəli sürür. [12]

Fəaliyyət potensialının elektrik xassələrinin yetişməsi Redaktə edin

Bir neyronun fəaliyyət potensialını yaratmaq və yaymaq qabiliyyəti inkişaf zamanı dəyişir. Cərəyan impulsu nəticəsində neyronun membran potensialının nə qədər dəyişməsi membranın giriş müqavimətindən asılıdır. Hüceyrə böyüdükcə membrana daha çox kanal əlavə edilir və bu, giriş müqavimətinin azalmasına səbəb olur. Yetkin bir neyron da sinaptik cərəyanlara cavab olaraq membran potensialında daha qısa dəyişikliklərə məruz qalır. Ferret yanal genikulyasiya nüvəsindən olan neyronlar P0-da P30-da olduğundan daha uzun müddət sabit və daha böyük gərginliyə malikdirlər. [13] Fəaliyyət potensialının müddətinin azalmasının bir nəticəsi odur ki, siqnalın etibarlılığı yüksək tezlikli stimullaşdırmaya cavab olaraq qorunub saxlanıla bilər. Yetişməmiş neyronlar, yüksək tezlikli stimullaşdırmadan sonra potensiasiyadan daha çox sinaptik depressiyaya meyllidirlər. [13]

Bir çox orqanizmin erkən inkişafında fəaliyyət potensialı əslində natrium cərəyanından çox kalsium cərəyanı ilə həyata keçirilir. İnkişaf zamanı kalsium kanallarının açılması və bağlanması kinetikası, yetkin neyronlarda fəaliyyət potensialını daşıyacaq gərginlikli natrium kanallarından daha yavaşdır. Kalsium kanalları üçün daha uzun açılış vaxtları yetkin neyronlarınkindən xeyli yavaş olan fəaliyyət potensialına səbəb ola bilər. [13] Ksenopus neyronları ilkin olaraq 60-90 ms davam edən fəaliyyət potensialına malikdir. İnkişaf zamanı bu müddət 1 ms-ə qədər azalır. Bu kəskin azalmanın iki səbəbi var. Birincisi, daxili cərəyan ilk növbədə natrium kanalları ilə aparılır. [14] İkincisi, gecikdirilmiş rektifikator, kalium kanal cərəyanı, ilkin gücünü 3,5 dəfə artırır. [13]

Kalsiumdan asılı fəaliyyət potensialından natriumdan asılı fəaliyyət potensialına keçidin davam etməsi üçün membrana yeni kanallar əlavə edilməlidir. Xenopus neyronları RNT sintezi və ya zülal sintezi inhibitorları olan bir mühitdə yetişdirilirsə, keçidin qarşısı alınır. [15] Hətta hüceyrənin özünün elektrik fəaliyyəti kanalın ifadəsində rol oynaya bilər. Xenopus miyositlərində fəaliyyət potensialı bloklanırsa, natrium və kalium cərəyanının sıxlığının tipik artması qarşısı alınır və ya gecikir. [16]

Elektrik xüsusiyyətlərinin bu yetkinləşməsi növlər arasında müşahidə olunur. Ksenopus natrium və kalium cərəyanları bir neyron mitozun son mərhələsindən keçdikdən sonra kəskin şəkildə artır. Siçovulların kortikal neyronlarının natrium cərəyanının sıxlığı doğuşdan sonrakı ilk iki həftə ərzində 600% artır. [13]

Neyronun anatomiyası redaktə

Bir neçə növ hüceyrə, bitki hüceyrələri, əzələ hüceyrələri və ürəyin ixtisaslaşmış hüceyrələri (ürək fəaliyyət potensialının meydana gəldiyi) kimi fəaliyyət potensialını dəstəkləyir. Bununla belə, əsas həyəcanverici hüceyrə neyrondur ki, bu da fəaliyyət potensialı üçün ən sadə mexanizmə malikdir.

Neyronlar, ümumiyyətlə, bir və ya bir neçə dendritdən, tək somadan, tək aksondan və bir və ya daha çox akson terminalından ibarət elektriklə həyəcanlanan hüceyrələrdir. Dendritlar əsas funksiyası sinaptik siqnalları qəbul etmək olan hüceyrə proyeksiyalarıdır. Onların dendritik tikanlar kimi tanınan çıxıntıları presinaptik neyron tərəfindən buraxılan neyrotransmitterləri tutmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Onlar liqand-qapılı ion kanallarının yüksək konsentrasiyasına malikdirlər. Bu tikanların dendritlə bulbous çıxıntısını birləşdirən nazik boyun var. Bu, onurğa içərisində baş verən dəyişikliklərin qonşu onurğalara daha az təsir etmə ehtimalını təmin edir. Dendritik onurğa, nadir istisnalarla (bax LTP) müstəqil bir vahid kimi çıxış edə bilər. Dendritlar nüvənin və bir çox "normal" eukaryotik orqanoidlərin yerləşdiyi somadan uzanır. Onurğalardan fərqli olaraq, somanın səthi gərginliklə aktivləşdirilmiş ion kanalları ilə doludur. Bu kanallar dendritlərin yaratdığı siqnalları ötürməyə kömək edir. Somadan çıxan akson təpəsidir. Bu bölgə gərginliklə aktivləşdirilmiş natrium kanallarının çox yüksək konsentrasiyası ilə xarakterizə olunur. Ümumiyyətlə, bu, fəaliyyət potensialları üçün sünbül başlanğıc zonası, [17], yəni tətik zonası hesab olunur. Onurğalarda yaranan və soma tərəfindən ötürülən çoxsaylı siqnalların hamısı burada birləşir. Axon təpəsindən dərhal sonra aksondur. Bu, somadan uzaqlaşan nazik boruvari çıxıntıdır. Akson miyelin qabığı ilə izolyasiya edilmişdir. Miyelin ya Schwann hüceyrələrindən (periferik sinir sistemində) və ya oliqodendrositlərdən (mərkəzi sinir sistemində), hər ikisi də glial hüceyrələr növündən ibarətdir. Qlial hüceyrələr elektrik siqnallarının ötürülməsində iştirak etməsələr də, əlaqə qurur və neyronlara mühüm biokimyəvi dəstək verirlər. [18] Konkret desək, miyelin aksonal seqment ətrafında bir neçə dəfə sarılır və ionların aksona daxil olmasına və ya qaçmasına mane olan qalın bir yağ təbəqəsi əmələ gətirir. Bu izolyasiya siqnalın əhəmiyyətli dərəcədə pozulmasının qarşısını alır, həmçinin daha sürətli siqnal sürətini təmin edir. Bununla belə, bu izolyasiya, aksonun səthində heç bir kanal ola bilməyəcəyi məhdudiyyətinə malikdir. Buna görə də, heç bir izolyasiyası olmayan, müntəzəm olaraq bir-birindən ayrılmış membran yamaqları var. Ranvier-in bu qovşaqları "mini akson təpələri" hesab edilə bilər, çünki onların məqsədi əhəmiyyətli siqnal tənəzzülünün qarşısını almaq üçün siqnalı gücləndirməkdir. Ən uzaq ucunda akson izolyasiyasını itirir və bir neçə akson terminalına şaxələnməyə başlayır. Bu presinaptik terminallar və ya sinaptik butonlar, sinaptik veziküllər adlanan kiçik membrana bağlı sferalarda bağlanmış neyrotransmitterləri ehtiva edən presinaptik hüceyrənin aksonunda xüsusi bir sahədir.

Başlama Redaktəsi

Fəaliyyət potensialının aksonlar boyunca yayılmasını və onların sinaptik düymələrdə bitməsini nəzərdən keçirməzdən əvvəl, akson təpəsində fəaliyyət potensialının başlaya biləcəyi üsulları nəzərdən keçirmək faydalıdır. Əsas tələb odur ki, təpədə olan membran gərginliyi atəş üçün eşikdən yuxarı qaldırılmalıdır. [6] [7] [19] [20] Bu depolarizasiyanın baş verməsinin bir neçə yolu var.

Dinamik Redaktə

Fəaliyyət potensialları ən çox presinaptik neyrondan gələn həyəcanverici postsinaptik potensiallar tərəfindən başlanır. [21] Tipik olaraq, neyrotransmitter molekulları presinaptik neyron tərəfindən sərbəst buraxılır. Bu nörotransmitterlər daha sonra postsinaptik hüceyrədəki reseptorlara bağlanır. Bu bağlama müxtəlif növ ion kanallarını açır. Bu açılış hüceyrə membranının yerli keçiriciliyini və deməli, membran potensialını dəyişdirən əlavə təsirə malikdir. Bağlama gərginliyi artırırsa (membranı depolarizasiya edir), sinaps həyəcanvericidir. Bununla belə, bağlama gərginliyi azaldırsa (membranı hiperpolarizasiya edir), bu, inhibitordur. Gərginliyin artırılması və ya azaldılmasından asılı olmayaraq, dəyişiklik membranın yaxın bölgələrinə passiv şəkildə yayılır (kabel tənliyi və onun təkmilləşdirilməsi ilə təsvir edildiyi kimi). Tipik olaraq, gərginlik stimulu sinapsdan olan məsafə və neyrotransmitterin bağlanmasından vaxt keçdikcə eksponent olaraq azalır. Həyəcanlandırıcı gərginliyin bəzi hissəsi akson təpəsinə çata bilər və (nadir hallarda) yeni fəaliyyət potensialını təhrik etmək üçün kifayət qədər membranı depolarizasiya edə bilər. Daha tipik olaraq, bir neçə sinapsdan gələn həyəcanverici potensiallar yeni fəaliyyət potensialını təhrik etmək üçün təxminən eyni vaxtda birlikdə işləməlidir. Bununla belə, onların birgə səyləri maneə törədici postsinaptik potensialın qarşısını almaq olar.

Neyrotransmissiya elektrik sinapsları vasitəsilə də baş verə bilər. [22] Həyəcanlı hüceyrələr arasında boşluq qovşaqları şəklində birbaşa əlaqə sayəsində fəaliyyət potensialı hər iki istiqamətdə birbaşa bir hüceyrədən digərinə ötürülə bilər. Hüceyrələr arasında ionların sərbəst hərəkəti kimyəvi vasitələrlə sürətli ötürülməni təmin edir. Düzəldici kanallar fəaliyyət potensialının elektrik sinaps vasitəsilə yalnız bir istiqamətdə hərəkət etməsini təmin edir. [ sitat lazımdır ] Elektrik sinapsları bütün sinir sistemlərində, o cümlədən insan beynində olur, baxmayaraq ki, onlar fərqli azlıq təşkil edir. [23]

"Hamısı və ya heç biri" prinsipi Redaktə edin

Fəaliyyət potensialının amplitudası onu yaradan cərəyanın miqdarından asılı deyil. Başqa sözlə, daha böyük cərəyanlar daha böyük fəaliyyət potensialı yaratmır. Buna görə də, fəaliyyət potensialı ya tam olaraq baş verir, ya da heç baş vermədiyinə görə, hamısı və ya heç biri siqnalları deyilir. [d] [e] [f] Bu, amplitudaları stimulun intensivliyindən asılı olan reseptor potensiallarından fərqlidir. [24] Hər iki halda fəaliyyət potensialının tezliyi stimulun intensivliyi ilə əlaqələndirilir.

Həssas neyronlar Redaktə edin

Həssas neyronlarda təzyiq, temperatur, işıq və ya səs kimi xarici siqnal ion kanallarının açılması və bağlanması ilə birləşir ki, bu da öz növbəsində membranın ion keçiriciliyini və onun gərginliyini dəyişdirir. [25] Bu gərginlik dəyişiklikləri yenidən həyəcanlandırıcı (depolarizasiya) və ya inhibitor (hiperpolyarizasiya) ola bilər və bəzi sensor neyronlarda onların birləşmiş təsiri hərəkət potensialını təhrik etmək üçün kifayət qədər akson təpəsini depolarizasiya edə bilər. İnsanlarda bəzi nümunələr arasında qoxu və toxunma hissi üçün vacib olan qoxu reseptor neyronu və Meissner cisimcikləri daxildir. Bununla belə, bütün sensor neyronlar öz xarici siqnallarını hərəkət potensialına çevirmir, bəzilərində hətta akson yoxdur. [26] Əvəzində onlar siqnalı bir neyrotransmitterin buraxılmasına və ya davamlı pilləli potensiallara çevirə bilər ki, bunlardan hər biri sonrakı neyron(ları) hərəkət potensialını işə salmaq üçün stimullaşdıra bilər. Məsələn, insan qulağında saç hüceyrələri gələn səsi mexaniki qapalı ion kanallarının açılmasına və bağlanmasına çevirir ki, bu da neyrotransmitter molekullarının sərbəst buraxılmasına səbəb ola bilər. Bənzər şəkildə, insanın tor qişasında ilkin fotoreseptor hüceyrələr və hüceyrələrin növbəti təbəqəsi (bipolyar hüceyrələr və üfüqi hüceyrələrdən ibarətdir) yalnız bəzi amakrin hüceyrələr və üçüncü təbəqə, qanqlion hüceyrələri fəaliyyət potensialı istehsal etmir. sonra optik sinirə doğru hərəkət edin.

Kardiostimulyator potensialları Redaktə edin

Həssas neyronlarda fəaliyyət potensialı xarici stimuldan yaranır. Bununla belə, bəzi həyəcanlı hüceyrələr atəş üçün belə bir stimul tələb etmir: onlar öz akson təpəsini və yanğın fəaliyyət potensialını daxili saat kimi nizamlı bir sürətlə depolarizasiya edirlər. [27] Belə hüceyrələrin gərginlik izləri kardiostimulyator potensialı kimi tanınır. [28] Ürəkdəki sinoatrial düyünün kardiostimulyator hüceyrələri yaxşı bir nümunədir. [g] Belə kardiostimulyator potensiallarının təbii ritmə malik olmasına baxmayaraq, o, xarici stimullarla tənzimlənə bilər, məsələn, ürək dərəcəsi dərman preparatları, eləcə də simpatik və parasimpatik sinirlərdən gələn siqnallarla dəyişdirilə bilər. [29] Xarici stimullar hüceyrənin təkrar atəşinə səbəb olmur, sadəcə olaraq onun vaxtını dəyişir. [28] Bəzi hallarda tezliyin tənzimlənməsi daha mürəkkəb ola bilər ki, bu da partlama kimi fəaliyyət potensialının nümunələrinə gətirib çıxarır.

Fəaliyyət potensialının gedişatını beş hissəyə bölmək olar: yüksəlmə fazası, pik fazası, enmə fazası, aşağı düşmə mərhələsi və odadavamlı dövr. Artan fazada membran potensialı depolarizasiyaya məruz qalır (daha müsbət olur). Depolarizasiyanın dayandığı nöqtəyə pik faza deyilir. Bu mərhələdə membran potensialı maksimuma çatır. Bundan sonra enmə mərhələsi var. Bu mərhələdə membran potensialı daha mənfi olur və istirahət potensialına qayıdır. Aşağı düşmə və ya hiperpolarizasiyadan sonrakı mərhələ membran potensialının müvəqqəti olaraq istirahət (hiperpolyarizasiya) vəziyyətindən daha çox mənfi yükləndiyi dövrdür. Nəhayət, sonrakı fəaliyyət potensialının qeyri-mümkün və ya çətin atəşə tutulduğu vaxt odadavamlı dövr adlanır və digər fazalarla üst-üstə düşə bilər. [30]

Fəaliyyət potensialının gedişi iki əlaqəli təsirlə müəyyən edilir. [31] Birincisi, gərginliyə həssas ion kanalları membran gərginliyindəki dəyişikliklərə cavab olaraq açılır və bağlanır Vm. Bu, membranın həmin ionlara qarşı keçiriciliyini dəyişir. [32] İkincisi, Qoldman tənliyinə görə, keçiriciliyin bu dəyişməsi tarazlıq potensialını dəyişir. Em, və beləliklə, membran gərginliyi Vm. [h] Beləliklə, membran potensialı keçiriciliyə təsir edir, daha sonra membran potensialına təsir göstərir. Bu, fəaliyyət potensialının yüksələn mərhələsinin əsas hissəsi olan müsbət rəy üçün imkan yaradır. [6] [9] Mürəkkəbləşdirən amil ondan ibarətdir ki, tək ion kanalında dəyişikliklərə cavab verən çoxlu daxili "qapılar" ola bilər. Vm əks yollarla və ya fərqli nisbətlərdə. [33] [i] Məsələn, qaldırsa da Vm açır gərginliyə həssas natrium kanalında ən çox qapılar, o da bağlayır daha yavaş da olsa, kanalın "inaktivasiya qapısı". [34] Beləliklə, nə vaxt Vm qəflətən qalxır, natrium kanalları əvvəlcə açılır, lakin daha yavaş inaktivasiya səbəbindən bağlanır.

Onun bütün fazalarında fəaliyyət potensialının gərginlikləri və cərəyanları 1952-ci ildə Alan Lloyd Hodqkin və Endryu Haksli tərəfindən dəqiq şəkildə modelləşdirilib, [i] buna görə 1963-cü ildə Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatına layiq görülüblər. [aşağı yunanca 2] Bununla belə, onların modeli yalnız iki növ gərginliyə həssas ion kanallarını nəzərdən keçirir və onlar haqqında bir neçə fərziyyə irəli sürür, məsələn, onların daxili qapıları bir-birindən asılı olmayaraq açılır və bağlanır. Reallıqda ion kanallarının bir çox növləri var [35] və onlar həmişə müstəqil olaraq açılıb bağlanmırlar. [j]

Stimullaşdırma və yüksəlmə mərhələsi Redaktə edin

Tipik fəaliyyət potensialı akson təpəsində [36] kifayət qədər güclü depolarizasiya ilə başlayır, məsələn, artan stimul Vm. Bu depolarizasiya çox vaxt hüceyrəyə əlavə natrium kationlarının yeridilməsi nəticəsində baş verir, bu kationlar kimyəvi sinapslar, sensor neyronlar və ya kardiostimulyator potensialı kimi müxtəlif mənbələrdən gələ bilər.

İstirahətdə olan bir neyron üçün hüceyrədaxili maye ilə müqayisədə hüceyrədənkənar mayedə natrium və xlorid ionlarının yüksək konsentrasiyası, hüceyrədaxili maye ilə müqayisədə hüceyrədaxili mayedə kalium ionlarının yüksək konsentrasiyası var. İonların yüksək konsentrasiyadan aşağı konsentrasiyaya keçməsinə səbəb olan konsentrasiyalardakı fərq və elektrostatik təsirlər (əks yüklərin cəlb edilməsi) ionların neyronda və xaricində hərəkətindən məsuldur. Neyronun daxili hissəsi K+-nın hüceyrədən kənara hərəkətindən hüceyrənin xarici hissəsinə nisbətən mənfi yükə malikdir. Neyron membranı digər ionlara nisbətən K+ üçün daha keçiricidir və bu ionun seçici olaraq hüceyrədən kənara, konsentrasiya qradiyenti ilə aşağıya doğru hərəkət etməsinə imkan verir. Neyronun membranında mövcud olan kalium sızma kanalları ilə birlikdə bu konsentrasiya qradiyenti, istirahət potensialını təxminən 2-ə yaxın edən kalium ionlarının axmasına səbəb olur. EK ≈ –75 mV. [37] Na + ionları hüceyrədən kənarda daha yüksək konsentrasiyalarda olduğundan konsentrasiya və gərginlik fərqləri Na + kanalları açıldığında onları hüceyrəyə aparır. Depolarizasiya membranda həm natrium, həm də kalium kanallarını açır, ionların müvafiq olaraq aksona daxil və xaricə axmasına imkan verir. Depolarizasiya kiçikdirsə (məsələn, artır Vm −70 mV-dən −60 mV-a qədər) xarici kalium cərəyanı daxilə daxil olan natrium cərəyanını aşır və membran −70 mV ətrafında normal istirahət potensialına qayıdır. [6] [7] [8] Bununla belə, depolarizasiya kifayət qədər böyükdürsə, daxilə daxil olan natrium cərəyanı xaricə gedən kalium cərəyanından daha çox artır və qaçaq vəziyyət (müsbət əks əlaqə) ilə nəticələnir: daxili cərəyan nə qədər çox olarsa, bir o qədər çox olur. Vm artır, bu da öz növbəsində daxilə doğru cərəyanı daha da artırır. [6] [9] Kifayət qədər güclü depolarizasiya (artım Vm) gərginliyə həssas natrium kanallarının natrium ötürücüləri üçün artan keçiriciliyi açmasına səbəb olur. Vm natrium tarazlıq gərginliyinə daha yaxındır ENa≈ +55 mV. Artan gərginlik öz növbəsində daha çox natrium kanalının açılmasına səbəb olur ki, bu da itələyir Vm daha da irəli ENa. Bu müsbət rəy natrium kanalları tam açıq olana qədər davam edir Vm yaxındır ENa. [6] [7] [38] [39] kəskin yüksəliş Vm və natrium keçiriciliyinə uyğundur yüksəliş mərhələsi fəaliyyət potensialından. [6] [7] [38] [39]

Bu qaçaq vəziyyət üçün kritik həddi gərginlik adətən -45 mV-dir, lakin bu, aksonun son fəaliyyətindən asılıdır. Fəaliyyət potensialını yenicə işə salmış hüceyrə dərhal digərini işə sala bilməz, çünki Na + kanalları təsirsiz vəziyyətdən çıxmayıb. Yeni fəaliyyət potensialının işə salına bilməyəcəyi dövr adlanır mütləq odadavamlı dövr. [40] [41] [42] Daha uzun vaxtlarda, ion kanallarının hamısı deyil, bəziləri bərpa edildikdən sonra, akson başqa bir fəaliyyət potensialı yaratmaq üçün stimullaşdırıla bilər, lakin daha yüksək həddə, daha güclü depolarizasiya tələb olunur, məsələn, -30 mV-ə qədər. Fəaliyyət potensialının oyandırılması qeyri-adi dərəcədə çətin olduğu dövrə deyilir nisbi odadavamlı dövr. [40] [41] [42]

Pik faza Edit

Yüksələn fazanın müsbət rəyi natrium ion kanalları maksimum açıq olduqda yavaşlayır və dayanır. Fəaliyyət potensialının zirvəsində, natrium keçiriciliyi maksimuma çatır və membran gərginliyi Vm natrium tarazlıq gərginliyinə demək olar ki, bərabərdir ENa. Bununla birlikdə, natrium kanallarını açan eyni yüksəldilmiş gərginlik onları da yavaş-yavaş bağlayır, məsamələrini bağlayaraq natrium kanalları olur. təsirsiz hala gətirilmişdir. [34] Bu, membranın natrium keçiriciliyini kaliumla müqayisədə azaldır və membran gərginliyini yenidən istirahət dəyərinə doğru hərəkət etdirir. Eyni zamanda, artan gərginlik gərginliyə həssas kalium kanallarını açır və membranın kalium keçiriciliyinin artmasına səbəb olur. Vm doğru EK. [34] Birlikdə, natrium və kalium keçiriciliyindəki bu dəyişikliklər səbəb olur Vm sürətlə düşmək, membranı repolarizasiya etmək və fəaliyyət potensialının "düşmə mərhələsini" istehsal etmək. [40] [43] [39] [44]

Hiperpolyarizasiyadan sonra redaktə edin

Depolarizasiya gərginliyi əlavə gərginlikdən asılı kalium kanalları açır və membran normal istirahət gərginliyinə qayıdanda bunların bəziləri dərhal bağlanmır. Bundan əlavə, fəaliyyət potensialı zamanı kalsium ionlarının axınına cavab olaraq əlavə kalium kanalları açılır. Kalium ionlarının hüceyrədaxili konsentrasiyası müvəqqəti olaraq qeyri-adi dərəcədə aşağıdır, bu da membranın gərginliyini artırır Vm kalium tarazlıq gərginliyinə daha da yaxındır EK. Membran potensialı istirahət edən membran potensialının altına düşür. Beləliklə, membranın kalium keçiriciliyi adi dəyərinə qayıdana və membran potensialını istirahət vəziyyətinə qaytarana qədər davam edən, hiperpolarizasiya adlanan aşağı düşmə və ya hiperpolyarizasiya var. [45] [43]

Odadavamlı dövr Redaktə edin

Hər bir fəaliyyət potensialının ardınca odadavamlı bir dövr gəlir, onu da bölmək olar mütləq odadavamlı dövr, bu müddət ərzində başqa bir fəaliyyət potensialını oyatmaq mümkün deyil və sonra a nisbi odadavamlı dövr, bu müddət ərzində adi haldan daha güclü stimul tələb olunur. [40] [41] [42] Bu iki odadavamlı dövr natrium və kalium kanal molekullarının vəziyyətindəki dəyişikliklərdən qaynaqlanır. Fəaliyyət potensialından sonra bağlandıqda, natrium kanalları membran potensialından asılı olmayaraq açıla bilməyən "hərəkətsiz" vəziyyətə keçir - bu, mütləq odadavamlı dövrə səbəb olur. Kifayət qədər sayda natrium kanalı istirahət vəziyyətinə qayıtdıqdan sonra belə, tez-tez olur ki, kalium kanallarının bir hissəsi açıq qalır, bu da membran potensialının depolarizasiyasını çətinləşdirir və bununla da nisbi odadavamlı dövrə səbəb olur. Kalium kanallarının sıxlığı və alt tipləri müxtəlif növ neyronlar arasında çox fərqli ola bildiyi üçün nisbi odadavamlı dövrün müddəti çox dəyişkəndir.

Mütləq odadavamlı dövr, aksonlar boyunca fəaliyyət potensialının bir istiqamətli yayılması üçün böyük dərəcədə məsuliyyət daşıyır. [46] İstənilən anda, aktiv şəkildə sıçrayan hissənin arxasındakı akson yamağı odadavamlıdır, lakin bu yaxınlarda aktivləşdirilməmiş qabaqdakı yamaq fəaliyyət potensialından depolarizasiya ilə stimullaşdırıla bilir.

Akson təpəsində yaranan fəaliyyət potensialı akson boyunca dalğa kimi yayılır. [47] Fəaliyyət potensialı zamanı aksonun bir nöqtəsində içəriyə doğru axan cərəyanlar akson boyunca yayılır və onun membranının bitişik hissələrini depolarizasiya edir. Kifayət qədər güclü olarsa, bu depolarizasiya qonşu membran yamaqlarında oxşar fəaliyyət potensialına səbəb olur. Bu əsas mexanizm 1937-ci ildə Alan Lloyd Hodqkin tərəfindən nümayiş etdirilmişdir. Sinir seqmentlərini əzdikdən və ya soyutduqdan və bununla da fəaliyyət potensiallarını blokladıqdan sonra o göstərmişdir ki, blokun bir tərəfinə gələn fəaliyyət potensialı digər tərəfdə başqa bir fəaliyyət potensialını təhrik edə bilər. bloklanmış seqment kifayət qədər qısa idi. [k]

Membran yamağında fəaliyyət potensialı meydana gəldikdən sonra, membran yamasının yenidən atəşə başlamazdan əvvəl bərpası üçün vaxt lazımdır. Molekulyar səviyyədə bu mütləq odadavamlı dövr gərginliklə aktivləşdirilmiş natrium kanallarının inaktivasiyadan bərpası, yəni qapalı vəziyyətinə qayıtması üçün tələb olunan vaxta uyğundur. [41] Neyronlarda gərginliklə aktivləşdirilmiş kalium kanallarının bir çox növləri var. Onların bəziləri sürətli (A tipli cərəyanlar), bəziləri isə yavaş-yavaş təsirsizləşir və ya ümumiyyətlə təsirsiz hala gəlir. depolarizasiya. Digər tərəfdən, bütün neyron gərginliyi ilə aktivləşdirilmiş natrium kanalları güclü depolarizasiya zamanı bir neçə millisaniyə ərzində təsirsizləşir və beləliklə, natrium kanallarının əhəmiyyətli bir hissəsi öz qapalı vəziyyətinə qayıdana qədər sonrakı depolarizasiyanı qeyri-mümkün edir. Atəş tezliyini məhdudlaşdırsa da, [48] mütləq odadavamlı dövr fəaliyyət potensialının akson boyunca yalnız bir istiqamətdə hərəkət etməsini təmin edir. [46] Fəaliyyət potensialına görə daxil olan cərəyanlar akson boyunca hər iki istiqamətə yayılır. [49] Bununla belə, yalnız aksonun işə salınmamış hissəsi fəaliyyət potensialı ilə cavab verə bilər, yenicə işə salınmış hissə hərəkət potensialı təhlükəsiz şəkildə əhatə dairəsindən kənara çıxana və həmin hissəni yenidən stimullaşdıra bilməyənə qədər reaksiya vermir. Adi ortodromik keçiricilikdə fəaliyyət potensialı akson təpəsindən sinaptik düyünlərə doğru yayılır (aksonal sonlar) əks istiqamətdə - antidromik keçiricilik kimi tanınan - çox nadirdir. [50] Bununla belə, əgər laboratoriya aksonu onun ortasında stimullaşdırılarsa, aksonun hər iki yarısı "təzədir", yəni işə salınmamışsa, biri akson təpəsinə, digəri isə sinaptik düymələrə doğru hərəkət edən iki fəaliyyət potensialı yaranacaq. .

Miyelin və duz keçiriciliyi Redaktə edin

Sinir sistemində elektrik siqnallarının sürətli və səmərəli ötürülməsini təmin etmək üçün müəyyən neyron aksonları miyelin örtükləri ilə örtülmüşdür. Miyelin, aksonu Ranvier düyünləri kimi tanınan aralıqlarla ayrılmış seqmentlərlə əhatə edən çox qatlı membrandır. Xüsusi hüceyrələr tərəfindən istehsal olunur: yalnız periferik sinir sistemində Schwann hüceyrələri və yalnız mərkəzi sinir sistemində oliqodendrositlər. Miyelin qabığı membranın tutumunu azaldır və düyünlərarası intervallarda membran müqavimətini artırır, beləliklə, fəaliyyət potensialının düyündən düyünə sürətli, duzlu hərəkətinə imkan verir. [l] [m] [n] Miyelinləşmə əsasən onurğalılarda olur, lakin analoji sistem bəzi onurğasızlarda, məsələn, bəzi krevetlərdə aşkar edilmişdir. [o] Onurğalıların bütün neyronları miyelinli deyil, məsələn, avtonom sinir sistemini təşkil edən neyronların aksonları, ümumiyyətlə, mielinli deyil.

Miyelin, ionların miyelinli seqmentlər boyunca aksona daxil olmasının və ya çıxmasının qarşısını alır. Bir qayda olaraq, miyelinləşmə fəaliyyət potensialının keçiricilik sürətini artırır və onları daha çox enerjiyə qənaət edir. Duzlu olub-olmamasından asılı olmayaraq, fəaliyyət potensialının orta keçirmə sürəti saniyədə 1 metrdən (m/s) 100 m/s-ə qədər dəyişir və ümumiyyətlə, aksonal diametri ilə artır. [p]

Fəaliyyət potensialı aksonun miyelinli seqmentlərində membran vasitəsilə yayıla bilməz. Bununla belə, cərəyan sitoplazma tərəfindən aparılır, bu, Ranvierin birinci və ya ikinci sonrakı düyününü depolarizasiya etmək üçün kifayətdir. Bunun əvəzinə, Ranvier-in bir düyünündə fəaliyyət potensialından gələn ion cərəyanı növbəti düyündə başqa bir fəaliyyət potensialını təhrik edir, bu, fəaliyyət potensialının düyündən düyünə açıq "hoppanması" duzlu keçiricilik kimi tanınır. Duz keçiriciliyi mexanizmi 1925-ci ildə Ralf Lilli tərəfindən təklif edilsə də, [q] duz keçiriciliyinə dair ilk eksperimental sübutlar Ichiji Tasaki [r] və Taiji Takeuchi [s] [51] və Andrew Huxley və Robert Stämpfli tərəfindən verilmişdir. [t] Əksinə, miyelinsiz aksonlarda fəaliyyət potensialı dərhal bitişik olan membranda digərini təhrik edir və dalğa kimi davamlı olaraq akson boyunca hərəkət edir.

Miyelinin iki mühüm üstünlüyü var: sürətli keçirmə sürəti və enerji səmərəliliyi. Minimum diametrdən (təxminən 1 mikrometr) böyük olan aksonlar üçün miyelinləşmə fəaliyyət potensialının keçiricilik sürətini adətən on dəfə artırır. [v] Əksinə, müəyyən bir keçiricilik sürəti üçün miyelinli liflər miyelinsiz həmkarlarından daha kiçikdir. Məsələn, fəaliyyət potensialı miyelinli qurbağa aksonu ilə miyelinsiz kalamar nəhəng aksonunda təxminən eyni sürətlə (25 m/s) hərəkət edir, lakin qurbağa aksonunun diametri təxminən 30 dəfə, kəsik sahəsi isə 1000 dəfə kiçikdir. . Həmçinin, ion cərəyanları Ranvier düyünləri ilə məhdudlaşdığından, daha az ion membrandan "sızaraq" metabolik enerjiyə qənaət edir. Bu qənaət əhəmiyyətli bir seçici üstünlükdür, çünki insanın sinir sistemi bədənin metabolik enerjisinin təxminən 20% -ni istifadə edir. [v]

Aksonların miyelinli seqmentlərinin uzunluğu duz keçiriciliyinin müvəffəqiyyəti üçün vacibdir. Keçirmə sürətini maksimuma çatdırmaq üçün onlar mümkün qədər uzun olmalıdır, lakin o qədər də uzun olmamalıdır ki, gələn siqnal Ranvierin növbəti qovşağında fəaliyyət potensialını təhrik etmək üçün çox zəif olsun. Təbiətdə miyelinli seqmentlər ümumiyyətlə passiv şəkildə yayılan siqnalın ən azı iki qovşaqda hərəkət etməsi üçün kifayət qədər uzundur, eyni zamanda ikinci və ya üçüncü qovşaqda fəaliyyət potensialını işə salmaq üçün kifayət qədər amplituda saxlayır. Beləliklə, duzlu keçiriciliyin təhlükəsizlik faktoru yüksəkdir, zədə halında ötürülmənin qovşaqlardan yan keçməsinə imkan verir. Bununla belə, təhlükəsizlik faktorunun aşağı olduğu müəyyən yerlərdə fəaliyyət potensialı vaxtından əvvəl bitə bilər, hətta miyelinsiz neyronlarda belə ümumi bir nümunə aksonun iki aksona bölündüyü budaq nöqtəsidir. [53]

Bəzi xəstəliklər mielini pisləşdirir və duzlu keçiriciliyi pozur, fəaliyyət potensialının keçiricilik sürətini azaldır. [w] Bunlardan ən məşhuru dağınıq sklerozdur, miyelinin parçalanması koordinasiya edilmiş hərəkəti pozur. [54]

Kabel nəzəriyyəsi redaktə

Akson daxilində cərəyanların axını kabel nəzəriyyəsi [55] və onun işlənməsi, məsələn, bölmə modeli ilə kəmiyyətcə təsvir edilə bilər. [56] Kabel nəzəriyyəsi 1855-ci ildə lord Kelvin tərəfindən transatlantik teleqraf kabelini [x] modelləşdirmək üçün işlənib hazırlanmışdır və 1946-cı ildə Hodgkin və Rashton tərəfindən neyronlarla əlaqəli olduğu göstərilmişdir. [y] Sadə kabel nəzəriyyəsində neyron bir element kimi qəbul edilir. qismən diferensial tənliklə təsvir edilə bilən elektrik passiv, mükəmməl silindrik ötürücü kabel [55]

harada V(x, t) bir anda membranda olan gərginlikdir t və bir mövqe x neyron uzunluğu boyunca və burada λ və τ bu gərginliklərin stimula cavab olaraq azaldığı xarakterik uzunluq və vaxt şkalasıdır. Sağdakı dövrə diaqramına istinad edərək, bu tərəzi vahid uzunluğa düşən müqavimətlərdən və tutumlardan müəyyən edilə bilər. [57]

Bu zaman və uzunluq şkalalarından miyelinsiz liflərdə keçiricilik sürətinin neyron diametrindən asılılığını anlamaq üçün istifadə etmək olar. Məsələn, zaman miqyası τ həm membran müqaviməti ilə artır rm və tutum cm. Kapasitans artdıqca, müəyyən bir transmembran gərginliyi yaratmaq üçün daha çox yük ötürülməlidir (tənliklə Q = CV) müqavimət artdıqca, vahid vaxta daha az yük ötürülür, bu da tarazlığı yavaşlatır. Bənzər bir şəkildə, əgər vahid uzunluğa görə daxili müqavimət ri bir aksonda digərinə nisbətən daha aşağıdır (məsələn, birincinin radiusu daha böyük olduğu üçün), fəzasal tənəzzül uzunluğu λ daha uzun olur və fəaliyyət potensialının keçiricilik sürəti artmalıdır. Transmembran müqaviməti varsa rm artır, bu da membran boyunca orta "sızma" cərəyanını azaldır, eyni zamanda səbəb olur λ daha uzun olmaq, keçiricilik sürətini artırmaq.

Kimyəvi sinapslar Redaktə edin

Ümumiyyətlə, sinaptik düymələrə çatan fəaliyyət potensialları bir nörotransmitterin sinaptik yarığa buraxılmasına səbəb olur. [z] Neyrotransmitterlər postsinaptik hüceyrədə ion kanallarını aça bilən kiçik molekullardır, aksonların əksəriyyətində bütün sonlarında eyni nörotransmitter var. Fəaliyyət potensialının gəlməsi presinaptik membranda gərginliyə həssas kalsium kanallarını açır, kalsium axını neyrotransmitterlə dolu veziküllərin hüceyrə səthinə köçməsinə və məzmununu sinaptik yarığa buraxmasına səbəb olur. [aa] Bu mürəkkəb proses tetanoz və botulizmdən məsul olan neyrotoksinlər tetanospazmin və botulinum toksini tərəfindən maneə törədilir. [ab]

Elektrik sinapsları Redaktə edin

Bəzi sinapslar nörotransmitterin "orta adamı"ndan ayrılır və presinaptik və postsinaptik hüceyrələri birləşdirir. [ac] Fəaliyyət potensialı belə bir sinapsa çatdıqda, presinaptik hüceyrəyə axan ion cərəyanları iki hüceyrə membranının maneəsini keçə və konnekson kimi tanınan məsamələr vasitəsilə postsinaptik hüceyrəyə daxil ola bilər. [ad] Beləliklə, presinaptik fəaliyyət potensialının ion cərəyanları birbaşa postsinaptik hüceyrəni stimullaşdıra bilər. Elektrik sinapsları daha sürətli ötürülməyə imkan verir, çünki onlar sinaptik yarıq boyunca neyrotransmitterlərin yavaş yayılmasını tələb etmir. Beləliklə, qaçış reflekslərində, onurğalıların tor qişasında və ürəkdə olduğu kimi sürətli reaksiya və vaxtın koordinasiyası çox vacib olduqda elektrik sinapslarından istifadə olunur.

Sinir-əzələ birləşmələri Redaktə edin

Kimyəvi sinapsın xüsusi bir vəziyyəti, motor neyronunun aksonunun əzələ lifi üzərində bitdiyi sinir-əzələ qovşağıdır. [ae] Belə hallarda sərbəst buraxılan nörotransmitter asetilkolindir, o, membrandakı inteqral membran zülalı olan asetilkolin reseptoruna bağlanır. sarkolemma) əzələ lifindən. [af] Bununla belə, asetilkolin bağlı qalmır, əksinə sinapsda yerləşən asetilkolinesteraza fermenti tərəfindən dissosiasiya olunur və hidroliz olunur. Bu ferment əzələyə gələn stimulu tez bir zamanda azaldır ki, bu da əzələ daralmasının dərəcəsini və vaxtını zərif şəkildə tənzimləməyə imkan verir. Bəzi zəhərlər bu nəzarətin qarşısını almaq üçün asetilkolinesterazı təsirsiz hala gətirir, məsələn, sinir agentləri sarin və tabun, [ag] və insektisidlər diazinon və malathion. [ah]

Ürək fəaliyyət potensialı Redaktə edin

Ürək fəaliyyət potensialı neyronların fəaliyyət potensialından fərqlənir ki, bu zaman membran həmişəki kimi kalium cərəyanı ilə repolarizasiya olunmazdan əvvəl bir neçə yüz millisaniyə yüksək gərginlikdə saxlanılır. [ai] Bu yayla, natrium kanalları təsirsizləşdikdən sonra belə membran gərginliyini öz tarazlıq potensialına yaxın açıb saxlayan daha yavaş kalsium kanallarının fəaliyyəti ilə bağlıdır.

Ürək fəaliyyət potensialı ürəyin daralmasının koordinasiyasında mühüm rol oynayır. [ai] Sinoatrial düyünün ürək hüceyrələri ürəyi sinxronlaşdıran kardiostimulyator potensialını təmin edir. Bu hüceyrələrin fəaliyyət potensialı atrioventrikulyar düyün (AV düyün) və onun vasitəsilə yayılır, bu, adətən qulaqcıqlar və mədəciklər arasında yeganə keçirici yoldur. AV düyünündən hərəkət potensialı His dəstəsindən keçərək Purkinje liflərinə keçir. [2-ci qeyd] Əksinə, anadangəlmə mutasiya və ya zədə nəticəsində ürək fəaliyyət potensialındakı anomaliyalar insan patologiyalarına, xüsusən də aritmiyalara səbəb ola bilər. [ai] Bir neçə antiaritmiya dərmanı quinidin, lidokain, beta blokerlər və verapamil kimi ürək fəaliyyət potensialına təsir göstərir. [aj]

Əzələ fəaliyyət potensialı Redaktə edin

Normal skelet əzələ hüceyrəsindəki fəaliyyət potensialı neyronlardakı fəaliyyət potensialına bənzəyir. [58] Fəaliyyət potensialı gərginliyə həssas natrium kanallarını açan hüceyrə membranının (sarkolemma) depolarizasiyası nəticəsində yaranır, bu kanallar inaktivləşir və membran kalium ionlarının xaricə yönəldilmiş cərəyanı vasitəsilə repolarizasiya olunur. Fəaliyyət potensialından əvvəl istirahət potensialı adətən -90mV-dir, tipik neyronlardan bir qədər mənfidir. Əzələ fəaliyyət potensialı təxminən 2-4 ms davam edir, mütləq odadavamlı dövr təxminən 1-3 ms və əzələ boyunca keçirmə sürəti təxminən 5 m / s-dir. Fəaliyyət potensialı tropomiozini azad edən və əzələlərin büzülməsinə imkan verən kalsium ionlarını buraxır. Əzələ fəaliyyət potensialı, neyrotoksinlər üçün ümumi hədəf olan sinir-əzələ birləşməsinə pre-sinaptik neyron fəaliyyət potensialının gəlməsi ilə təhrik edilir. [ag]

Bitki fəaliyyət potensialı Redaktə edin

Bitki və göbələk hüceyrələri [ak] da elektriklə həyəcanlanır. Heyvan fəaliyyət potensialından əsas fərq ondan ibarətdir ki, bitki hüceyrələrində depolarizasiya müsbət natrium ionlarının udulması ilə deyil, mənfi natrium ionlarının sərbəst buraxılması ilə baş verir. xlorid ionları. [al] [am] [an] 1906-cı ildə J. C. Bose əvvəllər Burdon-Sanderson və Darvin tərəfindən kəşf edilmiş bitkilərdə fəaliyyət potensialının ilk ölçülərini nəşr etdi. [59] Sitoplazmik kalsium ionlarının artması anionun hüceyrəyə salınmasının səbəbi ola bilər. Bu, kalsiumu arpa yarpaqlarında göründüyü kimi mənfi xlorid ionlarının axını və müsbət kalium ionlarının axması kimi ion hərəkətlərinin xəbərçisi edir. [60]

Kalsium ionlarının ilkin axını həm də kiçik hüceyrə depolarizasiyasını yaradır, gərginliyə bağlı ion kanallarının açılmasına səbəb olur və tam depolarizasiyanın xlorid ionları tərəfindən yayılmasına imkan verir.

Bəzi bitkilər (məs. Dionaea muscipula) hərəkətləri idarə etmək və mahiyyətcə "saymaq" üçün natrium qapalı kanallardan istifadə edin. Dionaea muscipulaVenera milçək tələsi kimi də tanınır, Şimali və Cənubi Karolinadakı subtropik bataqlıqlarda rast gəlinir. [61] Zəif torpaq qida maddələri olduqda, milçək tələsi həşərat və heyvanların pəhrizinə əsaslanır. [62] Bitki üzərində aparılan araşdırmalara baxmayaraq, Venera milçək tələlərinin və ümumiyyətlə ətyeyən bitkilərin molekulyar əsaslarının arxasında bir anlayış yoxdur. [63]

Bununla belə, fəaliyyət potensialları və onların Venera flytrap daxilində hərəkətə və saat mexanizminə necə təsir etməsi ilə bağlı çoxlu araşdırmalar aparılıb. Başlamaq üçün, Venera flytrap (-120mV) istirahət membran potensialı heyvan hüceyrələri (adətən -90mV -40mV) aşağıdır. [63] [64] Aşağı istirahət potensialı fəaliyyət potensialını aktivləşdirməyi asanlaşdırır. Beləliklə, bir böcək bitkinin tələsinə düşdükdə, tük kimi mexanoreseptoru işə salır. [63] Bu reseptor daha sonra təxminən 1,5 ms davam edən fəaliyyət potensialını aktivləşdirir. [65] Nəhayət, bu hüceyrəyə müsbət Kalsium ionlarının artmasına səbəb olur və onu bir qədər depolarizasiya edir.

Bununla belə, flytrap bir tətikdən sonra bağlanmır. Bunun əvəzinə 2 və ya daha çox tükün aktivləşdirilməsi tələb olunur. [62] [63] Yalnız bir saç tetiklenirse, o, aktivləşdirməni yanlış müsbət olaraq atır. Bundan əlavə, ikinci tük ilk aktivləşdirmə ilə qeydiyyatdan keçməsi üçün müəyyən bir zaman intervalında (0,75 s - 40 s) aktivləşdirilməlidir. [63] Beləliklə, kalsium yığılması başlayır və ilk tətikdən yavaş-yavaş düşür. İkinci fəaliyyət potensialı zaman intervalında işə salındıqda, hüceyrəni depolarizasiya etmək üçün Kalsium həddinə çatır və saniyənin bir hissəsi ərzində yırtıcıdakı tələni bağlayır. [63]

Müsbət kalium ionlarının sonrakı sərbəst buraxılması ilə birlikdə bitkilərdə fəaliyyət potensialı duzun osmotik itkisini (KCl) əhatə edir. Halbuki, heyvanların fəaliyyət potensialı osmotik olaraq neytraldır, çünki natriuma daxil olan və kaliumdan çıxan bərabər miqdarda bir-birini osmotik olaraq ləğv edir.Bitki hüceyrələrində elektrik və osmotik əlaqələrin qarşılıqlı təsiri [ao] dəyişən duzluluq şəraitində bitki və heyvanların ümumi birhüceyrəli əcdadlarında elektrik həyəcanlılığının osmotik funksiyasından yaranmışdır. Bundan əlavə, sürətli siqnal ötürülməsinin indiki funksiyası daha sabit bir osmotik mühitdə metazoa hüceyrələrinin daha yeni bir nailiyyəti olaraq görülür. [66] Çox güman ki, bəzi damar bitkilərində fəaliyyət potensialının tanış siqnal funksiyası (məs. Mimoza pudica) metazoaların həyəcanlı hüceyrələrindən müstəqil olaraq yaranmışdır.

Yüksələn faza və pikdən fərqli olaraq, enmə fazası və hiperpolyarizasiyadan sonrakı dövr ilk növbədə kalsium olmayan kationlardan asılıdır. Repolarizasiyaya başlamaq üçün hüceyrə membranda passiv daşınma yolu ilə kaliumun hüceyrədən çıxarılmasını tələb edir. Bu, neyronlardan fərqlənir, çünki kaliumun hərəkəti membran potensialının azalmasında üstünlük təşkil etmir. Əslində, tam repolarizasiya üçün bitki hüceyrəsi hidrogenin hüceyrədən sərbəst buraxılmasına kömək etmək üçün ATP şəklində enerji tələb edir - ümumiyyətlə tanınan bir daşıyıcıdan istifadə edir. H+-ATPase kimi. [67] [63]

Fəaliyyət potensialı çoxhüceyrəli orqanizmlərdə, o cümlədən bitkilərdə, həşərat kimi onurğasızlarda və sürünənlər və məməlilər kimi onurğalılarda mövcuddur. [ap] Süngərlər hərəkət potensialını ötürməyən çoxhüceyrəli eukariotların əsas filumu kimi görünür, baxmayaraq ki, bəzi tədqiqatlar bu orqanizmlərin də elektrik siqnalı formasına malik olduğunu irəli sürür. [aq] İstirahət potensialı, eləcə də fəaliyyət potensialının ölçüsü və müddəti təkamüllə çox dəyişməmişdir, baxmayaraq ki, keçiricilik sürəti aksonal diametri və miyelinləşmə ilə kəskin şəkildə dəyişir.

Heyvanların nümayəndəli kəsişməsindən fəaliyyət potensiallarının (AP) müqayisəsi [68]
Heyvan Hüceyrə növü İstirahət potensialı (mV) AP artımı (mV) AP müddəti (ms) Keçirmə sürəti (m/s)
kalamar (Loliqo) Nəhəng akson −60 120 0.75 35
yer qurdu (Lumbricus) Median nəhəng lif −70 100 1.0 30
tarakan (Periplaneta) Nəhəng lif −70 80–104 0.4 10
qurbağa (Rəna) Siyatik sinir aksonu −60 ilə −80 arasında 110–130 1.0 7–30
Pişik (Felis) Onurğa motor neyronu −55 ilə −80 arasında 80–110 1–1.5 30–120

Təkamül boyu qorunduğunu nəzərə alsaq, fəaliyyət potensialı təkamül üstünlükləri verir. Fəaliyyət potensialının funksiyalarından biri orqanizmdə sürətli, uzun məsafəli siqnaldır ki, keçiricilik sürəti 110 m/s-dən çox ola bilər ki, bu da səs sürətinin üçdə birini təşkil edir. Müqayisə üçün qeyd edək ki, qanda daşınan bir hormon molekulu böyük arteriyalarda təxminən 8 m/s sürətlə hərəkət edir. Bu funksiyanın bir hissəsi, ürəyin daralması kimi mexaniki hadisələrin sıx koordinasiyasıdır. İkinci funksiya onun yaradılması ilə əlaqəli hesablamadır. Ötürülmə məsafəsi ilə çürüməyən hamı və ya heç bir siqnal olmaqla, fəaliyyət potensialı rəqəmsal elektronikaya bənzər üstünlüklərə malikdir. Müxtəlif dendritik siqnalların akson təpəsində inteqrasiyası və kompleks fəaliyyət potensialı qatarını yaratmaq üçün onun həddi müəyyən edilməsi hesablamanın başqa bir formasıdır, mərkəzi model generatorlarını yaratmaq üçün bioloji cəhətdən istifadə edilmiş və süni neyron şəbəkələrində təqlid edilmişdir.

Təxminən dörd milyard il əvvəl yaşamış ümumi prokaryotik/eukaryotik əcdadın gərginliyə bağlı kanallara malik olduğuna inanılır. Bu funksionallıq çox güman ki, bir müddət sonra kommunikasiya mexanizmini təmin etmək üçün çarpaz məqsədli idi. Hətta müasir tək hüceyrəli bakteriyalar eyni biofilmdəki digər bakteriyalarla əlaqə saxlamaq üçün fəaliyyət potensialından istifadə edə bilir. [69]

Fəaliyyət potensialının öyrənilməsi yeni eksperimental metodların işlənib hazırlanmasını tələb etdi. 1955-ci ilə qədər ilkin iş, ilk növbədə, sinirin ion əsasının təsvirinə verdiyi töhfələrə görə, John Carrew Eccles ilə birlikdə 1963-cü ildə Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüş Alan Lloyd Hodgkin və Andrew Fielding Huxley tərəfindən həyata keçirilmişdir. aparılması. O, üç məqsəd üzərində cəmlənmişdi: tək neyronlardan və ya aksonlardan siqnalları təcrid etmək, sürətli, həssas elektronikanı inkişaf etdirmək və tək hüceyrə daxilində gərginliyin qeydə alınması üçün kifayət qədər kiçilən elektrodlar.

İlk problem, kalamarın neyronlarında tapılan nəhəng aksonları öyrənməklə həll edildi (Loligo forbesiiDoryteuthis pealeiikimi təsnif edilən zaman Loligo pealeii). [ar] Bu aksonların diametri o qədər böyükdür (təxminən 1 mm və ya tipik bir neyrondan 100 dəfə böyükdür) ki, onları çılpaq gözlə görmək mümkündür, bu da onları çıxarmaq və manipulyasiya etmək asanlaşdırır. [i] [as] Bununla belə, onlar bütün həyəcanlı hüceyrələri təmsil etmirlər və fəaliyyət potensialı olan çoxsaylı digər sistemlər tədqiq edilmişdir.

İkinci problem, eksperimentlərə təcrid olunmuş fəaliyyət potensialının altında yatan ion cərəyanlarını tədqiq etməyə imkan verən və elektron səs-küyün əsas mənbəyi olan cərəyanı aradan qaldıran gərginlik sıxacının həlledici inkişafı ilə həll edildi. IC tutumu ilə bağlıdır C membranın. [71] Çünki cərəyan bərabərdir C transmembran gərginliyinin dəyişmə sürətindən dəfələrlə Vm, həlli saxlanılan bir dövrə dizayn etmək idi Vm membrandan keçən cərəyanlardan asılı olmayaraq sabit (sıfır dəyişmə sürəti). Beləliklə, cari saxlamaq lazımdır Vm sabit bir dəyərdə membrandan keçən cərəyanın birbaşa əksidir. Digər elektron irəliləyişlərə Faraday qəfəslərinin və yüksək giriş empedansına malik elektronikanın istifadəsi daxildir ki, ölçmə özü ölçülən gərginliyə təsir göstərməsin. [72]

Üçüncü problem, bir akson daxilində gərginliyi narahat etmədən qeyd etmək üçün kifayət qədər kiçik elektrodların əldə edilməsi problemi 1949-cu ildə digər tədqiqatçılar tərəfindən tez bir zamanda qəbul edilən şüşə mikropipet elektrodunun ixtirası ilə həll edildi. [av] [aw] Bu metodun təkmilləşdirmələri 100 Å (10 nm) kimi incə elektrod ucları istehsal edə bilir ki, bu da yüksək giriş empedansı verir. [73] Fəaliyyət potensialları həmçinin neyronun yanında yerləşdirilmiş kiçik metal elektrodlarla, EOSFETləri ehtiva edən neyroçiplərlə və ya optik olaraq Ca 2+ və ya gərginliyə həssas olan boyalarla qeyd oluna bilər. [balta]

Şüşə mikropipet elektrodları bir çox ion kanallarından keçən cərəyanların cəmini ölçərkən, tək bir ion kanalının elektrik xüsusiyyətlərini öyrənmək 1970-ci illərdə Ervin Neher və Bert Sakmann tərəfindən yamaq sıxacının inkişafı ilə mümkün oldu. Bu kəşfə görə onlar 1991-ci ildə Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatına layiq görüldülər. [aşağı yunanca 3] Yamaq sıxma ion kanallarının açıq, qapalı və təsirsiz hala salınmış kimi diskret keçiricilik vəziyyətlərinə malik olduğunu təsdiqlədi.

Optik təsvir texnologiyaları son illərdə eyni vaxtda multisite qeydləri və ya ultra-məkan ayırdetmə ilə fəaliyyət potensiallarını ölçmək üçün hazırlanmışdır. Gərginliyə həssas boyalardan istifadə edərək, fəaliyyət potensialları kardiyomiyosit membranının kiçik bir parçasından optik olaraq qeydə alınmışdır. [ay]

Bir neçə neyrotoksin, həm təbii, həm də sintetik, fəaliyyət potensialını bloklamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Puffer balığından tetrodotoksin və saksitoksin Gonyaulax ("qırmızı gelgitlər" üçün məsul olan dinoflagellat cinsi) gərginliyə həssas natrium kanalını [az] inhibə edərək fəaliyyət potensialını bloklayır, eynilə qara mamba ilanından olan dendrotoksin gərginliyə həssas kalium kanalını maneə törədir. İon kanallarının bu cür inhibitorları mühüm tədqiqat məqsədinə xidmət edir, elm adamlarına xüsusi kanalları istədikləri kimi "söndürməyə" imkan verir, beləliklə, digər kanalların töhfələrini təcrid edir, onlar həm də yaxınlıq xromatoqrafiyası ilə ion kanallarının təmizlənməsində və ya onların konsentrasiyasının təhlilində faydalı ola bilər. Bununla belə, bu cür inhibitorlar həm də təsirli neyrotoksinlər yaradır və kimyəvi silah kimi istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdur. Həşəratların ion kanallarına yönəlmiş neyrotoksinlər təsirli insektisidlər olmuşdur, buna misal olaraq fəaliyyət potensialında iştirak edən natrium kanallarının aktivləşməsini uzadan sintetik permetrindir. Həşəratların ion kanalları insan həmkarlarından kifayət qədər fərqlidir ki, insanlarda yan təsirləri azdır.

Heyvanların sinir sistemlərində elektrikin rolu ilk dəfə onu 1791-1797-ci illərdə tədqiq edən Luici Galvani tərəfindən parçalanmış qurbağalarda müşahidə edilmişdir. [ba] Galvaninin nəticələri Alessandro Voltanı Voltaik yığını - ən erkən məlum elektrik batareyasını - inkişaf etdirməyə stimullaşdırdı. o, heyvan elektrikini (məsələn, elektrik ilanbalığı) və tətbiq olunan birbaşa cərəyan gərginliklərinə fizioloji reaksiyaları öyrənmişdir. [bb]

19-cu əsrin alimləri elektrik siqnallarının bütöv sinirlərdə (yəni neyron dəstələri) yayılmasını tədqiq etdilər və sinir toxumasının bir-birinə bağlı borular şəbəkəsi (a) əvəzinə hüceyrələrdən ibarət olduğunu nümayiş etdirdilər. retikulum). [74] Carlo Matteucci Galvaninin tədqiqatlarını izlədi və hüceyrə membranlarının onların üzərində gərginliyə malik olduğunu və birbaşa cərəyan yarada biləcəyini nümayiş etdirdi. Matteucci'nin işi 1843-cü ildə fəaliyyət potensialını kəşf edən alman fizioloqu Emil du Bois-Reymonda ilham verdi. [75] Fəaliyyət potensialının keçiricilik sürəti ilk dəfə 1850-ci ildə du Bois-Reymondun dostu Hermann von Helmholtz tərəfindən ölçüldü. [76] Sinir toxumasının ayrı-ayrı hüceyrələrdən ibarət olduğunu müəyyən etmək üçün ispan həkimi Santiago Ramón y Cajal və onun tələbələri Camillo Golgi tərəfindən hazırlanmış bir ləkədən istifadə edərək, neyronların saysız-hesabsız formalarını aşkara çıxardılar. Kəşflərinə görə Golgi və Ramón y Cajal 1906-cı ildə Fiziologiya üzrə Nobel Mükafatına layiq görüldülər. [aşağı yunanca 4] Onların işi 19-cu əsrin neyroanatomiyasında uzun müddətdir davam edən mübahisəni həll etdi. Qolqinin özü sinir sisteminin şəbəkə modeli üçün mübahisə etdi.

20-ci əsr elektrofiziologiya üçün əlamətdar bir dövr idi. 1902-ci ildə və yenidən 1912-ci ildə Julius Bernstein fəaliyyət potensialının aksonal membranın ionlara keçiriciliyindəki dəyişiklik nəticəsində meydana gəldiyi fərziyyəsini irəli sürdü. [bc] [77] Bernşteynin fərziyyəsi hərəkət potensialı zamanı membran keçiriciliyinin artdığını göstərən Ken Cole və Howard Curtis tərəfindən təsdiq edilmişdir. [bd] 1907-ci ildə Louis Lapicque təklif etdi ki, fəaliyyət potensialı eşik həddi keçdikdə yaranır, bu daha sonra ion keçiriciliklərinin dinamik sistemlərinin məhsulu kimi göstəriləcək. 1949-cu ildə Alan Hodgkin və Bernard Katz, aksonal membranın müxtəlif ionlar üçün fərqli keçiriciliyə malik ola biləcəyini nəzərə alaraq Bernşteynin fərziyyəsini təkmilləşdirərək, fəaliyyət potensialı üçün natrium keçiriciliyinin həlledici rolunu nümayiş etdirdilər. [bf] Onlar fəaliyyət potensialına vasitəçilik edən neyron membranında elektrik dəyişikliklərinin ilk faktiki qeydini apardılar. [aşağı yunanca 5] Bu tədqiqat xətti 1952-ci ildə Hodgkin, Katz və Andrew Huxley-nin beş məqaləsi ilə yekunlaşdı, burada onlar aksonal membranın keçiriciliyinin natrium və kalium ionlarından gərginlik və zamandan asılılığını müəyyən etmək üçün gərginlik sıxacının texnikasını tətbiq etdilər. , ondan fəaliyyət potensialını kəmiyyətcə yenidən qura bildilər. [i] Hodgkin və Huxley öz riyazi modellərinin xassələrini "açıq", "qapalı" və "qeyri-aktivləşdirilmiş" kimi bir neçə fərqli vəziyyətdə mövcud ola bilən diskret ion kanalları ilə əlaqələndirdilər. Onların fərziyyələri 1970-ci və 1980-ci illərin ortalarında ayrı-ayrı ion kanallarının keçiricilik vəziyyətlərini araşdırmaq üçün yamaq sıxma texnikasını inkişaf etdirən Ervin Neher və Bert Sakmann tərəfindən təsdiq edilmişdir. [bg] 21-ci əsrdə tədqiqatçılar bu keçiricilik vəziyyətlərinin struktur əsaslarını və onların ion növləri üçün kanalların seçiciliyini, [bh] atom rezolyusiyasına malik kristal strukturları, [bi] flüoresan məsafəsi ölçmələri [bh] vasitəsilə anlamağa başlayırlar. bj] və krio-elektron mikroskopiya tədqiqatları. [bk]

Julius Bernstein həm də membran boyunca istirahət potensialı üçün Nernst tənliyini ilk təqdim etdi. -Yunan 6] və onun xassələri tədricən aydınlaşdırıldı, [bm] [bn] [bo] onun atom rezolyusiya strukturunun rentgen kristalloqrafiyası ilə müəyyən edilməsi ilə yekunlaşdı. [bp] Müvafiq ion nasoslarının kristal strukturları da həll edildi və bu molekulyar maşınların necə işlədiyinə dair daha geniş fikir verdi. [bq]

Riyazi və hesablama modelləri fəaliyyət potensialını başa düşmək üçün vacibdir və nəzəriyyənin ciddi sınaqdan keçirilməsini təmin edərək, eksperimental məlumatlara qarşı sınaqdan keçirilə bilən proqnozlar təklif edir. Erkən sinir modellərinin ən mühüm və dəqiqi dörd adi diferensial tənliyin (ODE) birləşdirilmiş dəsti ilə fəaliyyət potensialını təsvir edən Hodgkin-Huxley modelidir. [i] Hodgkin-Huxley modeli təbiətdə mövcud olduğu kimi real sinir qişası ilə müqayisədə [78] bir neçə məhdudiyyəti olan sadələşdirmə ola bilsə də, onun mürəkkəbliyi bir neçə daha sadələşdirilmiş modeli ilhamlandırmışdır, [79] [br] bu kimi Morris-Lecar modeli [bs] və FitzHugh-Nagumo modeli kimi, [bt] hər ikisində yalnız iki birləşdirilmiş ODE var. Hodgkin-Huxley və FitzHugh-Nagumo modellərinin xüsusiyyətləri və onların Bonhoeffer-Van der Pol modeli kimi qohumları [bu] riyaziyyat, [80] [bv] hesablama [81] və elektronikada yaxşı öyrənilmişdir. [bw] Bununla belə, generator potensialının və fəaliyyət potensialının sadə modelləri, xüsusilə Pacinian korpuskulu kimi mexanoreseptorlar üçün yaxın həddə olan sinir sünbül sürətini və sünbül şəklini dəqiq şəkildə təkrarlaya bilmir. [82] Daha müasir tədqiqatlar fəaliyyət potensialı modellərini sinir sisteminin digər hissələrinin (məsələn, dendritlər və sinapslar) modelləri ilə birləşdirərək daha böyük və daha inteqrasiya olunmuş sistemlərə yönəlmişdir, tədqiqatçılar sinir hesablamasını [83] və sadə refleksləri, məsələn qaçış refleksləri və mərkəzi naxış generatorları tərəfindən idarə olunan digərləri kimi. [84] [bx]


Mənfi düşüncələrin beynimizə təsiri

Karen Lawson, M.D., deyir ki, biz duyğularımızı heç bir bağlılıq və ya mühakimə etmədən ifadə etdiyimiz zaman onlara bədənimizdən axmaq və bu daha ağır enerjinin ağırlığını azad etmək azadlığı veririk. Ancaq onları öz içimizdə tələyə salmaq və bu zəhərli düşüncələrə qapılmaq müxtəlif problemlərə səbəb ola bilər. Belə şərtlərə yüksək qan təzyiqi və həzm problemləri daxildir.

Xroniki stress əslində telomerlərinizi qısaltmaqla ömrünüzü azalda bilər. Bunlar qocalmaya böyük təsir göstərən DNT zəncirlərinin “son qapaqları”dır.

Bəs mənfi düşüncələr düşünəndə beyin əslində necə reaksiya verir? Bəli, hər dəfə bir fikrə sahib olduğunuz zaman beyniniz o vaxtkı düşüncə prosesinizə uyğun olaraq daha çox sinaps və yollar yaradır. Beləliklə, əsasən neqativ düşüncələri düşünmək yalnız daha çoxunu doğuracaq. Bununla belə, bunun əksi də doğrudur. Bir çox alimlərin fikrincə, mənfi düşüncə və emosiyalar mərkəzi sinir sistemi ilə beyin arasında siqnalların ötürülməsinə mane olur. Bu da öz növbəsində “beyin dumanı” yaradır. Və bu vəziyyət immunitet sisteminizi, yaddaşınızı, yuxu rejiminizi və daha çoxunu poza bilər.

Mənfi hisslər stressə səbəb olur

Mənfi emosiyalarla qarşılaşdığınız zaman stress hormonu kortizol bədənə salınır ki, onun dərhal stresin öhdəsindən gəlməsinə kömək etsin. Təhlükəli vəziyyətə reaksiya vermək insan olmağın normal bir hissəsidir, lakin hadisə baş verdikdən sonra stressin davam etməsinə icazə vermək miqren, əzələ və sinə ağrıları və yuxu pozğunluğu kimi bir çox sağlamlıq problemlərinə səbəb ola bilər.

Gələcəyə çox diqqət yetirdiyimiz zaman tez-tez baş verən qorxu hissi əslində beyincikinizdəki fəaliyyəti azalda bilər ki, bu da beynin yeni məlumatları emal etmə qabiliyyətinə mane olur və yaradıcı problem həll etmə bacarıqlarına mane olur. Həmçinin, qorxu əhval-ruhiyyədən yaddaşa, impuls nəzarətinə qədər hər şeyi idarə edən sol temporal lobu təsir edə bilər.

Frontal lobunuz, xüsusən də prefrontal korteksiniz daxili məqsədlərinizə və inanclarınıza əsaslanan düşüncə və hərəkətlərin idarə edilməsində böyük rol oynayır. Buna görə də, beyninizdə mənfi düşüncələri və hissləri təkrarladığınız zaman, bu düşüncə prosesinin genişlənməsinə başlayırsınız, çünki daha çox sinaps və neyronlar üstünlük təşkil edən düşüncələrinizi təkrarlayır.

Beləliklə, indi düşüncələrinizin və duyğularınızın sağlamlığınıza necə təsir edə biləcəyini bildiyiniz üçün düşüncələrinizin müsbət qalmasını necə təmin edə bilərsiniz?

Hər şeydən əvvəl, mənfi emosiyalarınızı bir şəkildə azad etməyinizə əmin olun. Bu, bir dostla söhbət, yazı, rəsm və ya bəzi digər bədii ifadələr ola bilər. Mənfi düşüncələr üzərində nə qədər uzun müddət düşünsəniz, onların beyninizdə bir o qədər təzahür etdiyini görəcəksiniz. Nəhayət, siz reallığınızı dəyişəcəksiniz.

İkincisi, meditasiya mənfi düşüncələri dağıtmağa və beyninizi müsbət fikirlər üçün yenidən qurmağa çox kömək edir. Hələ müntəzəm meditasiya təcrübəsi qurmamısınızsa, Sizə başlamaq üçün meditasiyaya yeni başlayanlar üçün məsləhətlər haqqında məqaləmizi oxumağınızdan əmin olun.

Həmçinin, özünüzü müsbət təsirlərlə əhatə etdiyinizə əmin olun, çünki enerji yoluxucudur. Mənfi insanların həyatınıza girməsinə icazə vermək yalnız öz enerji səviyyənizi aşağı salacaq. Buna görə də, siz müntəzəm olaraq zəhərli enerjiyə məruz qalacaqsınız. Və bu vəziyyət ruha böyük zərər verə bilər. Sizi ilhamlandıran, yüksəldən və mümkün olan ən yaxşı həyatı yaşamağa təşviq edənlərlə birlikdə olun!

Nəhayət, özünüzə qulluq üçün kifayət qədər vaxt ayırdığınızdan və sevdiyiniz həyatı yaşamağa söz verdiyinizə əmin olun. Başqasının xoşbəxtliyi üçün öz xoşbəxtliyinizə güzəştə getməyin. Beləliklə, ən yüksək mənliyinizə təkamül etməyin yeganə yolu öz ürəyinizi izləməkdir. Sizi getməyiniz lazım olan yerə aparacağına inanın. Mənfi duyğular və düşüncələr həyat, sevgi və əsl xoşbəxtliklə dolu bir ürək və ağılda yaşaya bilməz.


S: Sinir depolarizasiyası zamanı nə baş verir?

(A). Natrium ionları sinir membranından çıxır
(B). Natrium ionları sinir membranına daxil olur
(C). Həm natrium ionları, həm də kalium ionları sinir membranına daxil olur
(D). Həm natrium ionları, həm də kalium ionları sinir membranından çıxır

Milli + Lokal Anesteziya + CSCE Diş Gigiyena Şurası İmtahanları üçün Mini Boards Rəyləri!

Açar söz: depolarizasiya

Sinir keçiriciliyi (və bərpası) depolarizasiya, repolarizasiya, hiperpolarizasiya və refrakter dövr mərhələlərini izləyir.

  • Depolyarizasiya bir stimul istirahət neyronuna çatdıqda baş verir. Depolarizasiya fazası zamanı neyronların membranında qapalı natrium ion kanalları birdən-birə açıq və membrandan kənarda mövcud olan natrium ionlarının (Na+) keçməsinə icazə verin hücrəyə tələsin.
  • Natrium ionları hüceyrəyə sürətlə daxil olduqda, sinirin daxili yükü -70 mV-dən -55 mV-ə qədər dəyişir.
  • Bu zaman atəş həddi -55 mV-ə çatdıqda, membranın natriuma keçiriciliyi kəskin şəkildə artır və natrium ionları daha da sürətlə aksoplazmaya (sinir hüceyrəsinin daxili hissəsinə) daxil olur.
  • Nəticədə sinir hüceyrəsinin daxili hissəsinə çatır +40 mV.
  • ilə repolarizasiya, kalium kanalları kalium ionlarının (K+) membrandan çıxmasına imkan vermək üçün açılır.Bu baş verdikdə, -70 mV-lik orijinal istirahət potensialına yenidən çatana qədər elektrik potensialı sinir hüceyrəsinin daxilində tədricən daha mənfi olur.

Xülasə edək ki, natrium ionları (Na+) depolarizasiya zamanı sinir membranına, kalium ionları isə (K+) repolarizasiya zamanı sinir membranını tərk edir.

Cavab: (B). Natrium ionları sinir membranına daxil olur

İndi bu prosesdə lokal anesteziya nə edir? Xəstəni uyuşdurmaq üçün niyə diş gigiyenasında lokal anesteziyadan istifadə edirik? Yerli anestezik molekullar natrium kanalını bloklayaraq və depolarizasiyaya müdaxilə edərək işləyir. Nəticədə sinir “atəşmir” (tetiklenir) və buna görə də xəstə ağrı hiss etmir. Bu proses yuxarıdakı şəklin sağ tərəfində izah olunur.

Lokal anesteziya ilə bağlı hər hansı bir sualınız varsa, mənə bildirin. Yeri gəlmişkən, StudentRDH sizə bütün dərsliyi oxumaq ağrısı çəkmədən sizə lazım olan hər şeyi verən fantastik kursa malikdir. Sınaqlar həmçinin sizə dərhal rəy verir ki, siz daha tez öyrənəsiniz. WREB və ya CDCA lövhələrini götürürsünüz? Problem deyil! Yerli anesteziya lövhələri üçün dəqiq formatı simulyasiya edən sınaq imtahanı var. Məni harada tapacağını bilirsən! [email protected] ünvanında

StudentRDH tərəfindən Milli (NBDHE, NDHCE)+ Lokal Anesteziya + CSCE Diş Gigiyena Şurası İcmalı
StudentRDH-nin sizin üçün işlədiyini görmək istəyirsiniz?
İNDİ başlayın və ya PULSUZ Sınaq

(İmtina: StudentRDH NBDHE, NDHCE, CSCE, CDCA, WREB ilə əlaqəli deyil.)

Claire Jeong, RDH, MS

Claire sahibkar, müəllif, pedaqoq, tədqiqatçı və beynəlxalq məruzəçidir. O, StudentRDH və SmarterDA, diş gigiyenası və imtahana hazırlıq üçün köməkçi həllərin təsisçisidir. Canlı və onlayn kursları vasitəsilə Claire on minlərlə insana dəyərli stomatoloji biliklər və klinik bacarıqlar əldə etməyə kömək etdi. O, öz kurslarında WakeUp Memory Technique™-i birləşdirir və müəllimlərə bu metodu öz sinif otaqlarında tətbiq etməyi öyrədir. Tamaşaçısının ifadəsinə: "Öyrənmək indi asılılıq yaradır."


Cavab verin

Sinir sistemi iki düşərgəyə bölünür. Beyniniz və onurğa beyniniz olan mərkəzi sinir sistemi (CNS) var. Sonra hər şey olan periferik sinir sistemi (PNS) var.

Mərkəzi sinir sistemində (beyin və onurğa beyni) zədələnirsinizsə - bildiyimiz qədər - bu, daimidir. Sinir hüceyrələri ölə bilər və ya ölməyə bilər, lakin onlar mütləq bağlanmalı olduqları yerlə yenidən əlaqə saxlamırlar. Bu, siqnalların keçməsini dayandırır, buna görə də zərərin harada olmasından asılı olaraq iflic və ya hiss itkisi problemi ilə qarşılaşırsınız. Buna görə insult bu qədər əlil olur.

Dəridə olan sinir hüceyrələri zədədən sağ çıxa bilir. Onlar həmçinin hədəflərinə yenidən inkişaf edə bilirlər ki, ilk növbədə bağlandıqları yerə qayıdıblar. Beləliklə, əgər bu, onların təmin etməli olduqları bir əzələ idisə, əzələ ilə yenidən əlaqə quracaqlar. Əgər bu dəri yaması idisə, onlar budaqlana bilər və dərini yenidən təmin edə bilər ki, siz hissləri geri qaytarasınız.

Ancaq sinirlər olduqca yavaş böyüyür, yəqin ki, gündə bir neçə millimetr. Beləliklə, əgər qolunuzun uzunluğunda böyük bir zədəniz varsa, sinirlərin qolunuza qayıtması bir neçə həftə çəkə bilər. Sensasiya tamamilə mükəmməl olmaya bilər, çünki bəzi sinir hüceyrələri ölə bilər, ancaq daha sonra dərini örtməlisiniz.

Bir siniri qırdığınızda və ya kəsdiyiniz zaman baş verən şey, içəridəki həqiqi hüceyrənin yalnız bir böyük uzun hüceyrə olmasıdır. Distal bit (kəsilmiş yerdən aşağı olan bit) degenerasiyaya uğrayacaq. O, geri çəkilir və bu kiçik yumru lampanı əmələ gətirir. Bu, daha sonra sinirin orijinal yolu boyunca böyüyür, buna görə də sinirin orijinal yolunu bir avtomobil yolu konusları kimi bələdçi kimi istifadə edir. Konuslardan istifadə edir və sinir olan yeni bir yol səthi qoyur və bağlanmalı olduğu yerə qayıdır. Onun distal yeri müxtəlif markerlərə qoşulur ki, onu tanıya bilsin və sönür!


Ümumi biologiya imtahanı 3

-->HİPOTONİK
1b.) Aşağı məhlul-yüksək həlledici konsentrasiyası olan məhlulu/hüceyrəni təsvir edir.
2b.) Buna görə də su hüceyrənin içinə keçir.
3b.) Bitki hüceyrələri "turgid" olur (bitki Hüceyrə Divarı səbəbindən şişirilir, lakin partlamaz)
4b.) Heyvan hüceyrələri "lize olur" (partladı)
5b.) HEMOLİZ hipotonik mühitdə heyvan hüceyrəsinin ölümcül vəziyyətini təsvir edir.

2.) Aktiv Nəqliyyat
(aşağı konsentrasiya sahəsindən yüksək konsentrasiyaya doğru hərəkət - enerji "tələb olunur")

3.) Endositoz (lizosomda həzm olunacaq maddələrin qəbulu)

b.) Asanlaşdırılmış Diffuziya və Osmos.

b.) Qütb (yəni qlükoza), böyük (yəni qeyri-elektrolitlər) və yüklü (yəni kationlar/anionlar) molekullar.

2.) Natrium-Potasyum (Na-K) nasosları iştirak edir.

c.) Proton pompası (H+ ionlarını hüceyrədən çıxarır, beləliklə hüceyrə daha az müsbət yüklü olur [mənfi] və hüceyrədənkənar maye daha müsbət yüklənir [müsbət])

b.) Na-K nasosları maddələri aşağı konsentrasiyalı ərazidən yüksək konsentrasiyaya daşımaq üçün ATP şəklində enerji tələb edir.

2.) Uzaq bir hüceyrə İFRAZLANAN hormonal siqnallara cavab verir

--> QEYD: Hormonal siqnallar az miqdarda buraxılır və yalnız qan axını ilə yayılır.

2.) Siqnal molekulu hədəf hüceyrənin səthində yerləşdirilmiş reseptor zülalına bağlandıqda hədəf hüceyrə siqnal molekulunu aşkar edir.

3.) Siqnal molekulu reseptor sahəsinə bağlandıqdan sonra reseptor zülalı formasını dəyişir.

2.) İon kanallarını açın və bağlayın

b.) Qütb zülalları plazma membranının mənfi yüklü fosfat başlarına görə plazma membranından keçə bilmirlər, onlar da çox böyükdürlər.

b.) "reception" mərhələsində liqandlar öz xüsusi reseptoruna bağlanır və reseptor zülalının formasını dəyişməsinə səbəb olur. "cavab" mərhələsində reseptor xüsusi hüceyrə reaksiyasını "aktivləşdirir".

c.) G zülalları plazma membranına daxil edilmiş transmembran zülal reseptorlarının ən çox yayılmış növüdür.
d.) Qütblü liqand G zülalına bağlanır və onun formasını dəyişir. Bu edildikdən sonra ÜDM zülalı G proteininə bağlana bilər. ÜDM indi GTP-dir. GTP daha sonra yaxınlıqdakı fermenti aktivləşdirir. Liqand G zülalını tərk etdikdə, G zülalı GTP-ni ÜDM və pi-yə hidroliz edərək prosesi yenidən başlatır.

e.) Reseptor tirozin kinazaları.
f.) 2 siqnal molekulu reseptor tirozin kinazalarına bağlandıqda, bir-birinə bağlanır (dimerləşmə).
Bu "dimerlər" fosforlaşma ilə aktivləşdirilir. Enzimatik reseptor aktivləşir və fosfat qrupları (ATP-dən götürülür) "dimer"-in tirozin hissələrinə birləşir. Relay molekulları (relay zülalları) əlavə edilmiş fosfatlara bağlanır və sonra aktivləşdirilir. Bu relay zülalları daha sonra siqnal ötürülməsi yolunda relay molekulları kimi öz rollarını yerinə yetirmək üçün ayrılır.

-->***'1' üçün QEYD: Bu qeyri-qütblü liqanddır

2.) Aldosteron sitoplazmada yerləşən reseptor zülalına bağlanır ("reception"), onu aktivləşdirir ("cavab").

-->QEYD '2': Bu steroid hormon reseptor zülalına bağlandıqda, həmin reseptor xüsusi reaksiyaya səbəb olan "hormon-reseptor kompleksinə" çevrilir.

3.) Hormon-reseptor kompleksi
("Qeyd"də qeyd edildiyi kimi) nüvəyə daxil olur və DNT-yə bağlanır (transkripsiya tezliklə baş verir).

4.) Bağlanmış zülal "transkripsiya faktoru" kimi çıxış edərək DNT-nin mRNT-yə transkripsiya edilməsinə səbəb olur.


Xəstələrin toxumaları və kök hüceyrələrdən hazırlanan mini beyinlər üzərində aparılan araşdırmalar xəstəliyə işıq salır.

Beyində sinir hüceyrələrindən kənarda yığılan lövhələrlə yanaşı, Alzheimer xəstəliyi də bu hüceyrələrin daxilindəki dəyişikliklərlə xarakterizə olunur. Dr Thorsten Müllerin başçılıq etdiyi RUB-da Molekulyar Biokimya Kafedrasının Cell Signaling tədqiqat qrupunun tədqiqatçıları bu hüceyrələrdə dəqiq nə baş verdiyini öyrənirlər. Onlar müəyyən ediblər ki, müxtəlif zülallar və zülal komponentləri hüceyrələrdə toplanır ki, bu da onların funksiyalarına təsir göstərir. Üstəlik, onlar xəstəliyin irəliləməsi ilə hüceyrə nüvələrindəki bəzi cisimciklər arasında korrelyasiya müəyyən ediblər. Onlar hesabatlarını 13 aprel 2021-ci ildə Acta Neuropathological Communications jurnalında dərc etdilər.

Aqreqatların bir funksiyası var

50 milyondan çox insanı əhatə edən Alzheimer xəstəliyi demansın ən çox yayılmış formasıdır və ilk növbədə 65 yaşdan yuxarı insanlarda baş verir. Beyindəki xəstəliyin patologiyası əsasən iki amillə xarakterizə olunur: sinir hüceyrələrinin xaricində beta-amiloid lövhələri və tau zülalları. Tau zülalı sinir hüceyrələrində qida maddələrinin daşınması üçün aktual olan hüceyrələrin içərisində boruya bənzər strukturları (mikrotubullar) sabitləşdirir. Beta-amiloid bədəndə mövcud olan amiloid prekursor zülalının (APP) parçalanması nəticəsində əmələ gələn bir proteindir.

APP sinir hüceyrələrinin hüceyrə membranına yerləşdirilir və həm içəridən, həm də xaricdən çıxır. Tipik olaraq, hüceyrə membranının yaxınlığında bir dəfə parçalanır. Sinir hüceyrələrinin içərisində olan hissə qeyri-sabitdir və parçalanır. Alzheimer xəstələrində iki parçalanma meydana gəlir və nəticədə üç hissə meydana gəlir. Yeni tapıntılar artıq sinir hüceyrələrinin içindəki hissənin Alzheimer xəstələrində daha sabit olduğunu göstərir. O, yalnız təxminən 50 amin turşusundan ibarətdir və müəyyən şərtlər altında FE65 və TIP60 kimi digər zülallarla birlikdə hüceyrə nüvəsinə miqrasiya edə bilir. Nüvə aqreqatları kimi tanınan bu zülal kompleksi hüceyrənin gen ifadəsini manipulyasiya etmək qabiliyyətinə malikdir. RUB-da Cell Signaling qrupundan aparıcı müəllif David Marks, "Bu, aqreqatların bu bölgədə bir funksiyaya sahib olduğunu göstərir" dedi. DNT-nin modifikasiyasında iştirak edən nüvə aqreqatlarında zülal tapıldığı üçün daha yaxından aparılan təhlillər bu sübutu təsdiqlədi.

Hüceyrələrdə daha iki protein namizədi

"Bu mexanizmi daha yaxşı başa düşmək üçün biz bu aqreqatların bir hissəsi ola biləcək digər zülalları axtardıq və nüvə aqreqatlarında iştirak edən daha iki namizədi, P53 və PML adlı şiş bastırıcı zülalları müəyyən etdik" deyə David Marks izah edir. Tədqiqat qrupu canlı hüceyrələr üzərində apardığı təcrübələrdə göstərdi ki, APP-CT50, FE65, TIP60 və PML zülallarından əmələ gələn nüvə aqreqatları zamanla bir-biri ilə birləşərək daha da böyük nüvə aqreqatları əmələ gətirir.

Bundan əlavə, onlar yaşlı ölmüş insanların beyin nümunələrini, həmçinin induksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələrdən öz-özünə yaradılan neyron toxumasını araşdırıblar. Thorsten Müller izah edir: "Beyin orqanoidləri adlanan bu mini beyinlər beynin embrion və inkişaf mərhələsini kifayət qədər dəqiq əks etdirir". Tədqiqat qrupu nisbətən gənc beyin orqanoidlərində demək olar ki, heç bir nüvə aqreqatı tapmadı, halbuki onlar yaşlı xəstələrin beyin nümunələrində mövcud idi. Müller deyir: “Bu, bizi prosesin yaşdan asılı olduğu qənaətinə gətirir.

Çarpıcı korrelyasiya

Bundan əlavə, tədqiqatçılar bu beyin nümunələrində APP-CT50 və FE65-in təbii olaraq çox sayda hüceyrə nüvəsində meydana gələn PML orqanlarının bir hissəsini təşkil edə biləcəyini göstərdilər. Alzheimer xəstələrinin hipokampal beyin dilimlərinin əlavə təhlilindən sonra, müəlliflər yüksək beta-amiloid lövhə yükü olan bölgələrdə nüvədə azalmış PML cisimləri arasında əhəmiyyətli bir əlaqə müəyyən etdilər. Xüsusilə, belə bölgələr APP-nin daha yüksək ifadəsi və işlənməsi deməkdir. Bu, APP-CT50 və FE65-in nüvəyə köçürülməsinin AD patologiyasının bir hissəsi olduğunu və orada PML orqanlarının birləşməsinə təsir etdiyini göstərə bilər.

Tədqiqat MU3525/3-2 və INST 213/886-1 FUGG maliyyə kodları altında Alman Tədqiqat Fondu və Pr-2016-0010 maliyyə kodu altında Mercator Araşdırma Mərkəzi tərəfindən maliyyələşdirilib.

David Marks və s.: Amiloid prekursor proteini yüksək lövhə yüklü insan hipokampal bölgələrində promyelositik lösemi nüvə cisimlərinin birləşməsini artırır, burada: Acta neuropathologica rabitə, 2021, DOI: 10.1186/s40478-021-0114


Zülallar beyində məlumat emalını necə idarə edir

Məlumatın bir sinir hüceyrəsindən digərinə keçməsi üçün müxtəlif zülallar arasında mürəkkəb qarşılıqlı əlaqə lazımdır. Martin Lüter Universitetinin Halle-Vittenberq (MLU) tədqiqatçıları indi bu prosesdə mühüm rol oynayan sinaptik veziküllərdə bu prosesi öyrənməyə nail olublar. Araşdırma jurnalda dərc olunub Təbiət Əlaqələri.

Bir neçə milyard sinir hüceyrəsi bədəndə bir-biri ilə əlaqə qurur ki, insanlar və digər canlılar ətraf mühiti dərk edə və onlara reaksiya verə bilsinlər. Bir neçə millisaniyə ərzində bir çox mürəkkəb kimyəvi və elektrik prosesləri baş verir. MLU-da HALOmem İnnovasiya Kompetensiya Mərkəzinin dosenti Dr Carla Schmidt, "Nörotransmitterlər kimi tanınan xüsusi xəbərçi maddələr sinir hüceyrələrinin sinapslarında sərbəst buraxılır. Onlar fərdi sinir hüceyrələri arasında məlumat ötürür" deyə izah edir. Messenger maddələr elektrik impulsuna cavab olaraq hüceyrə membranı ilə birləşən və xəbərçi maddələri buraxan sinaptik veziküllər adlanan kiçik veziküllərə yığılır. Daha sonra xəbərçi maddələr növbəti sinir hüceyrəsindəki xüsusi reseptor zülalları tərəfindən tanınır. Bunun müvəffəq olması üçün çoxsaylı zülallar birlikdə işləməli, dişli çarxlar kimi saat mexanizmində birləşməlidir. Bununla belə, hazırda bu prosesin dəqiq necə işlədiyi barədə çox az şey məlumdur, Şmidt deyir.

Tədqiqatçılar prosesi araşdırmaq üçün kütləvi spektrometriyanın xüsusi formasından istifadə ediblər. Çarpaz birləşdirici kütlə spektrometriyası zülalların qarşılıqlı təsir sahələrini müəyyən etməyə kömək edir. Bunlar yaxınlıqdakı zülalları birləşdirən bir maddə ilə qarışdırılır. Bu maddə zülalların bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəsindən asılı olaraq müxtəlif yerlərdə reaksiya verir. Kütləvi spektrometr zülalların düzülüşü haqqında nəticə çıxarmaq üçün istifadə oluna bilən bağlama nümunələrini təhlil edir. Bu, tədqiqatçılara veziküllərin müxtəlif mərhələlərini araşdırmaq və hansı zülal şəbəkələrinin əmələ gəldiyini aşkar etmək imkanı verir.

Halle tərəfindən aparılan tədqiqat sinir hüceyrələrində siqnal ötürülməsi prosesini daha dərindən başa düşməyə imkan verir. Normal proseslər haqqında bilik elm adamlarına Alzheimer kimi xəstəliklərə səbəb ola biləcək nasazlıqları tanımağa və anlamağa kömək edir.

Tədqiqat Almaniyanın Federal Tədqiqat və Təhsil Nazirliyi, Avropa Regional İnkişaf Fondu (ERDF) və Alexander von Humboldt-Foundation tərəfindən dəstəklənib.


Sinir Sistemi Haqqında Ən Əyləncəli 38 Fakt

Sinir sistemi özü bir möcüzədir, mürəkkəb bir sistemdir, onsuz digər sistemlər tam işləyə bilməz. Budur 38 sinir sistemi haqqında maraqlı faktlar:

Sinir sistemində 2 əsas hissə var.

  • Sinir sisteminin iki hissəsi var, yəni Mərkəzi sinir sistemi (CNS) və periferik sinir sistemi (PNS).
  • Periferik sinir sistemi daha sonra iki bölmədən, yəni somatik və avtonom sinir sistemindən ibarətdir.

Neyronlar, Aksonlar & Dendritlar sinir sistemində əsas tikinti bloklarıdır.

  • Sinir sisteminin əsas funksional vahidi neyron.
  • Sinir sistemində milyardlarla neyron var, onların əksəriyyəti beyindədir.
  • Neyron bədəndən çıxan uzantılar kimi uzun kabellərdən ibarətdir aksonlar və qısa, qalın uzantılar adlanır dendritlər.
  • Birlikdə, aksonlar və dendritlər beyin və onurğa beyninə və ondan gələn mesajları daşımaq üçün kabel kimi çıxış edirlər.
  • Bu neyronların milyardları insan bədəninə ətrafdakılar haqqında məlumat vermək üçün beyinlə birlikdə işləyir.

Beyin bədənin hər hansı digər orqanından daha çox enerji tələb edir və ondan istifadə edir.

  • Beyin daha çox istifadə edir 20% bədənin ümumi enerji istehsalı.
  • Bu enerjinin çoxu beyin vasitəsilə oyaq və ya yuxuda olsaq da elektrik impulslarının ötürülməsinə yönəldilir.
  • Beynin yuxu zamanı belə yorulmadan işlədiyi hamıya məlumdur.
İstinad: “Beyin niyə bu qədər gücə ehtiyac duyur? – Scientific American”. 14 aprel 2019-cu ildə əldə edilib. Link.


Videoya baxın: VAGUS SİNİRİNİ KEŞFEDİN! (Iyun 2022).