Как нейроны общаются друг с другом
Ключевые факты: потенциал действия и синапсы.
• Нейроны общаются друг с другом с помощью электрических событий, называемых «потенциалами действия» и химических нейротрансмиттеров.
• В месте соединения между двумя нейронами (синапс) потенциал действия заставляет нейрон А выделять химический нейротрансмиттер.
• Нейромедиатор может либо помочь (возбудить) или препятствовать (ингибировать) нейрон В от "стрельбы" своего собственного потенциала действия.
• В неповрежденном мозге, баланс сотен возбуждающих и тормозных входов в нейрон определяет, произойдет ли возможный потенциал действия.
Нейроны - это по существу электрические устройства. В клеточной мембране находится много каналов (граница между клеткой внутри и снаружи), которые позволяют положительным или отрицательным ионам течь внутрь и наружу клетки.
Обычно внутренняя часть клетки более отрицательна, чем внешняя; внутренняя часть составляет около -70 мВ относительно внешней, или что потенциал мембраны клетки в покое составляет -70 мВ.
Этот мембранный потенциал не является статичным. Он постоянно колеблется, в основном в зависимости от входных сигналов от аксонов других нейронов. Некоторые входы делают мембранный потенциал нейрона более положительным (или менее отрицательным, например, от -70 до -65 мВ), а другие делают обратное.
Они соответственно называются возбуждающими и ингибирующими входными сигналами, так как они стимулируют или ингибируют генерацию потенциалов действия (причина, по которой некоторые входные сигналы являются возбуждающими, а другие ингибирующими, заключается в том, что разные типы нейронов высвобождают разные нейромедиаторы; нейротрансмиттер, используемый нейроном, определяет его эффект).
Потенциалы действия являются основными единицами связи между нейронами и возникают, когда общая сумма всех возбуждающих и ингибирующих входов заставляет мембранный потенциал нейрона достигать приблизительно -50 мВ, значение, называемое порогом потенциала действия.
Потенциалы действия называют «шипами» или говорят, что нейрон «выстрелил». Термин является ссылкой на форму потенциала действия, записанного с использованием чувствительного электрического оборудования.
Нейроны разговаривают друг с другом через синапсы.
Когда потенциал действия достигает пресинаптического терминала, он выпускает из нейрона нейромедиатор в синаптическую щель, в зазор 20-40nm между синаптическим терминалом аксона и постом синаптического дендрита.
После прохождения через синаптическую щель нейромедиатор прикрепляеться к рецепторам нейромедиатора на постсинаптической стороне и в зависимости от высвобожденного нейротрансмиттера (который зависит от типа высвобождающего его нейрона), особенно положительный (например, Na + , K + , Ca + ) или отрицательные ионы (например, Cl - ) будут проходить через каналы, которые охватывают мембрану.
Синапсы можно рассматривать как преобразование электрического сигнала (потенциала действия) в химический сигнал в форме высвобождения нейротрансмиттера, а затем, после связывания передатчика с постсинаптическим рецептором, переключение сигнала обратно в электрическую форму, как заряженные ионы протекают в или из постсинаптического нейрона.
Определения:
• Аксон - длинная, тонкая структура, в которой генерируются потенциалы действия; передающая часть нейрона. После инициации потенциалы действия перемещаются по аксонам, вызывая высвобождение нейротрансмиттера.
• Дендрит - принимающая часть нейрона. Дендриты получают синаптические входы от аксонов, причем общая сумма дендритных входов определяет, будет ли нейрон запускать потенциал действия.
• Мембранный потенциал - электрический потенциал через клеточную мембрану нейрона, который возникает из-за различного распределения положительно и отрицательно заряженных ионов внутри и снаружи клетки. Значение внутри ячейки всегда указывается относительно внешней стороны: -70 мВ означает, что внутренняя часть на 70 мВ более отрицательная, чем внешняя (которой присваивается значение 0 мВ).
• Потенциал действия - короткое (~ 1 мс) электрическое событие, обычно генерируемое в аксоне, которое сигнализирует, что нейрон «активный». Потенциал действия распространяется по длине аксона и вызывает высвобождение нейротрансмиттера в синапс. Потенциал действия и последующее высвобождение передатчика позволяют нейрону связываться с другими нейронами.
• Нейротрансмиттер - химическое вещество, высвобождаемое из нейрона в результате действия потенциала. Нейротрансмиттер перемещается через синапс, чтобы возбуждать или ингибировать целевой нейрон. Различные типы нейронов используют разные нейротрансмиттеры и, следовательно, оказывают различное влияние на свои цели.
• Синапс - соединение между аксоном одного нейрона и дендритом другого, через которое связываются два нейрона.
Click to viewNeuron action potential - physiology
/Источник/
Картинка кликабельна