Доклад : Распространение нервных импульсов 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Биология


Распространение нервных импульсов




Распространение нервных импульсов

Нервные импульсы распространяются при перемещении ионов через мембрану нервной клетки и передаются из одной нервной клетки в другую с помощью нейромедиаторов.

В результате эволюции нервной системы человека и других животных возникли сложные информационные сети, процессы в которых основаны на химических реакциях. Важнейшим элементом нервной системы являются специализированные клетки нейроны. Нейроны состоят из компактного тела клетки, содержащего ядро и другие органеллы. От этого тела отходит несколько разветвленных отростков. Большинство таких отростков, называемых дендритами, служат точками контакта для приема сигналов от других нейронов. Один отросток, как правило самый длинный, называется аксоном и передает сигналы на другие нейроны. Конец аксона может многократно ветвиться, и каждая из этих более мелких ветвей способна соединиться со следующим нейроном.

Во внешнем слое аксона находится сложная структура, образованная множеством молекул, выступающих в роли каналов, по которым могут поступать ионы — как внутрь, так и наружу клетки. Один конец этих молекул, отклоняясь, присоединяется к атому-мишени. После этого энергия других частей клетки используется на то, чтобы вытолкнуть этот атом за пределы клетки, тогда как процесс, действующий в обратном направлении, вводит внутрь клетки другую молекулу. Наибольшее значение имеет молекулярный насос, который выводит из клетки ионы натрия и вводит в нее ионы калия (натрий-калиевый насос).

Когда клетка находится в покое и не проводит нервных импульсов, натрий-калиевый насос перемещает ионы калия внутрь клетки и выводит ионы натрия наружу (представьте себе клетку, содержащую пресную воду и окруженную соленой водой). Из-за такого дисбаланса разность потенциалов на мембране аксона достигает 70 милливольт (приблизительно 5% от напряжения обычной батарейки АА).

Однако при изменении состояния клетки и стимуляции аксона электрическим импульсом равновесие на мембране нарушается, и натрий-калиевый насос на короткое время начинает работать в обратном направлении. Положительно заряженные ионы натрия проникают внутрь аксона, а ионы калия откачиваются наружу. На мгновение внутренняя среда аксона приобретает положительный заряд. При этом каналы натрий-калиевого насоса деформируются, блокируя дальнейший приток натрия, а ионы калия продолжают выходить наружу, и исходная разность потенциалов восстанавливается. Тем временем ионы натрия распространяются внутри аксона, изменяя мембрану в нижней части аксона. При этом состояние расположенных ниже насосов меняется, способствуя дальнейшему распространению импульса. Резкое изменение напряжения, вызванное стремительными перемещения ионов натрия и калия, называют потенциалом действия. При прохождении потенциала действия через определенную точку аксона, насосы включаются и восстанавливают состояние покоя.

Потенциал действия распространяется довольно медленно — не более доли дюйма за секунду. Для того чтобы увеличить скорость передачи импульса (поскольку, в конце концов, не годится, чтобы сигнал, посланный мозгом, достигал руки лишь через минуту), аксоны окружены оболочкой из миелина, препятствующей притоку и оттоку калия и натрия. Миелиновая оболочка не непрерывна — через определенные интервалы в ней есть разрывы, и нервный импульс перескакивает из одного «окна» в другое, за счет этого скорость передачи импульса возрастает.

Когда импульс достигает конца основной части тела аксона, его необходимо передать либо следующему нижележащему нейрону, либо, если речь идет о нейронах головного мозга, по многочисленным ответвлениям многим другим нейронам. Для такой передачи используется абсолютно иной процесс, нежели для передачи импульса вдоль аксона. Каждый нейрон отделен от своего соседа небольшой щелью, называемой синапсом. Потенциал действия не может перескочить через эту щель, поэтому нужно найти какой-то другой способ для передачи импульса следующему нейрону. В конце каждого отростка имеются крошечные мешочки, называющие (пресинаптическими) пузырьками, в каждом из которых находятся особые соединения — нейромедиаторы. При поступлении потенциала действия из этих пузырьков высвобождаются молекулы нейромедиаторов, пересекающие синапс и присоединяющиеся к специфичным молекулярным рецепторам на мембране нижележащих нейронов. При присоединении нейромедиатора равновесие на мембране нейрона нарушается. Сейчас мы рассмотрим, возникает ли при таком нарушении равновесия новый потенциал действия (нейрофизиологи продолжают искать ответ на этот важный вопрос до сих пор).

После того как нейромедиаторы передадут нервный импульс от одного нейрона на следующий, они могут просто диффундировать, или подвергнуться химическому расщеплению, или вернуться обратно в свои пузырьки (этот процесс нескладно называется обратным захватом). В конце XX века было сделано поразительное научное открытие — оказывается, лекарства, влияющие на выброс и обратный захват нейромедиаторов, могут коренным образом изменять психическое состояние человека. Прозак (Prozac*) и сходные с ним антидепрессанты блокируют обратный захват нейромедиатора серотонина. Складывается впечатление, что болезнь Паркинсона взаимосвязана с дефицитом нейромедиатора допамина в головном мозге. Исследователи, изучающие пограничные состояния в психиатрии, пытаются понять, как эти соединения влияют на человеческий рассудок.

По-прежнему нет ответа на фундаментальный вопрос о том, что же заставляет нейрон инициировать потенциал действия — выражаясь профессиональным языком нейрофизиологов, неясен механизм «запуска» нейрона. В этом отношении особенно интересны нейроны головного мозга, которые могут принимать нейромедиаторы, посланные тысячей соседей. Об обработке и интеграции этих импульсов почти ничего не известно, хотя над этой проблемой работают многие исследовательские группы. Нам известно лишь, что в нейроне осуществляется процесс интеграции поступающих импульсов и выносится решение, следует или нет инициировать потенциал действия и передавать импульс дальше. Этот фундаментальный процесс управляет функционированием всего головного мозга. Неудивительно, что эта величайшая загадка природы остается, по крайней мере сегодня, загадкой и для науки!

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elementy.ru/

Похожие работы:

  • Нервная ткань

    Курсовая работа >> Биология
    ... контактов друг с другом и осуществляет генерирование и распространение нервных импульсов. Второй тип клеток выполняет вспомогательные ... , их функциональное значение связано с распространением по нейрону нервного импульса. Имеется предположение, что они ...
  • Нервная ткань

    Контрольная работа >> Медицина, здоровье
    ... (так называемое сальтаторное проведение). Скорость распространения нервных импульсов по нервному волокну повышается и с утолщением аксонов ...
  • Молекулярные механизмы передачи импульса в мембранах нейронов. Ионные каналы, рецепторы

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... направленному распространению нервного импульса по аксону на очень большие расстояния. Способность к проведению нервного импульса в ... посредстве электронной микроскопии. При распространении нервного импульса происходит деполяризация пресинаптической мембраны ...
  • Нервная система

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... 3) соединительная ткань. Нейроны обеспечивают проведение нервных импульсов; нейроглия выполняет опорные, защитные и ... расстояние, гораздо медленнее «бегущий» нервный импульс в процессе распространения постоянно восстанавливается (регенерирует). Концентрации ...
  • Мониторинг нервной системы у туристов

    Курсовая работа >> Медицина, здоровье
    ... деятельности органа. Согласно электрической теории распространения нервного импульса в нервном волокне он распространяется за счет ... нервной клетки нервный импульс, получили название дендритов. От тела нейрона нервный импульс направляется к другой нервной ...
  • Исследование функциональных характеристик нервно-мышечных аппарата верхних конечностей у юношей ...

    Курсовая работа >> Физкультура и спорт
    ... ПД, который распространяется вдоль аксона. Распространение нервного импульса по аксону происходит за счет ... : 1. Выявление уровня поражения нервно-мышечного аппарата. 2. Определение топики поражения и распространенности процесса. 3. Определение ...
  • Нервная регуляция кроветворения

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... крови - одно из самых распростра­ненных лабораторных исследований. Сведения о ... реализуют­ся не только под влиянием нервных импульсов, но и различных гормо­нов ... раздражители. Такая внесинаптическая передача нервного импульса особенно важна для кроветворных ...
  • Нервная система и головной мозг

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... организма. В основе деятельности нервной системы лежит рефлекс, связанный с распространением возбуждения по рефлекторным ... центр. Его нейроны, постоянно разряжаясь нервными импульсами, поддерживают оптимальный просвет артериальных сосудов ...
  • Физиология

    Шпаргалка >> Медицина, здоровье
    ... Ранвье возникает потенциал действия. 4.Скачкообразное распространение нервного импульса ("перепрыгивание") от одного перехвата Ранвье ... осуществляется путем трансформации энергии раздражения в нервный импульс. 5.Первичный рецептор представляет собой окончание ...
  • Структура центральной нервной системы и общие принципы её функционирования

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... аксона вновь возвращается к первой нервной клетке и т. д. Циркуляция нервных импульсов в нервном центре будет продолжаться до ... центра, но и других нервных центров. Это распространение возбуждения в центральной нервной системе получило название ...