Čo je bunková excitabilita?



vzrušivosť Je to vlastnosť buniek, ktorá im umožňuje reagovať na stimuláciu rýchlymi zmenami membránového potenciálu. Tieto sa vytvárajú prúdom iónov cez plazmatickú membránu.

Termín "bunková excitabilita" je obyčajne spojený s bunkami, ktoré tvoria nervový systém, nazývaný neuróny. Existujú však nedávne dôkazy preukazujúce excitabilitu v astrocytoch, vďaka zmenám v cytosóle, pokiaľ ide o koncentrácie iónov vápnika..

Vďaka aktívnemu transportu a priepustnosti biologických membrán majú bioelektrický potenciál. Táto charakteristika definuje elektrickú excitabilitu buniek.

index

  • 1 Historická perspektíva
  • 2 excitabilné bunky
  • 3 Čo robí bunku excitabilnou?
  • 4 Excitabilita v neurónoch
    • 4.1 Čo sú neuróny?
    • 4.2 Neuronálna excitabilita
  • 5 Excitabilita v astrocytoch
    • 5.1 Čo sú astrocyty?
    • 5.2 Astrocytická excitabilita
  • 6 Referencie

Historická perspektíva

Prvé modely, ktoré sa snažili integrovať úlohu iónov a generovanie elektrických signálov v tele, tvrdili, že neuróny boli podobné trubici, cez ktorú prechádzali látky, ktoré nafúkli alebo deflovali svalové tkanivo..

V roku 1662 Descartes použil princípy hydrauliky na opis potenciálnych modelov fungovania nervového systému. Následne, s príspevkami Galvaniho, sa dospelo k záveru, že elektrina bola schopná excitovať svaly, produkovať kontrakcie.

Alessandro Volta sa postavil proti týmto myšlienkam a tvrdil, že prítomnosť elektriny nebola spôsobená tkanivami, ale kovmi, ktoré Galvani použil vo svojom experimente. Pre Voltu musela byť elektrina aplikovaná na sval a jeho svedectvo dokázalo presvedčiť akademikov tej doby.

Trvalo mnoho rokov, kým sa dokázala Galviniho teória, kde svaly boli zdrojom elektriny. V roku 1849 sa podarilo vytvoriť zariadenie s citlivosťou potrebnou na kvantifikáciu tvorby elektrických prúdov vo svaloch a nervoch..

Excitabilné bunky

Tradične je excitabilná bunka definovaná ako entita schopná šíriť akčný potenciál, po ktorom nasleduje mechanizmus - buď chemický alebo elektrický - na stimuláciu. Niekoľko typov buniek je excitabilných, hlavne neurónov a svalových buniek.

Excitabilita je skôr všeobecný pojem, interpretovaný ako schopnosť alebo schopnosť regulovať pohyb iónov cez bunkovú membránu bez potreby šíriť akčný potenciál..

Čo robí bunku excitabilnou?

Schopnosť bunky dosiahnuť vedenie elektrických signálov sa dosahuje kombináciou charakteristických vlastností bunkovej membrány a prítomnosti tekutín s vysokými koncentráciami solí a niekoľkých iónov v bunkovom prostredí..

Bunkové membrány sú tvorené dvoma vrstvami lipidov, ktoré pôsobia ako selektívna bariéra pre vstup rôznych molekúl do bunky. Medzi týmito molekulami sú ióny.

Vo vnútri membrán sú vložené molekuly, ktoré fungujú ako regulátory priechodu molekúl. Ióny majú čerpadlá a proteínové kanály, ktoré sprostredkúvajú vstup a výstup do bunkového prostredia.

Čerpadlá sú zodpovedné za selektívny pohyb iónov, vytvorenie a udržiavanie gradientu koncentrácie vhodného pre fyziologický stav bunky.

Výsledok prítomnosti nevyvážených záťaží na oboch stranách membrány sa nazýva iónový gradient a vedie k membránovému potenciálu - ktorý sa kvantifikuje vo voltoch..

Hlavnými iónmi zapojenými do elektrochemického gradientu membrán neurónov sú sodík (Na+), draslík (K+), vápnik (Ca2+) a chlóru (Cl-).

Excitabilita v neurónoch

Čo sú neuróny?

Neuróny sú nervové bunky, ktoré sú zodpovedné za spracovanie a prenos signálov chemického a elektrického typu.

Vytvárajú medzi nimi spojenia, nazývané synapsie. Štruktúrne majú bunkové telo, dlhé predĺženie nazývané axón a krátke rozšírenia, ktoré začínajú od soma nazývanej dendritov..

Neuronálna excitabilita

Elektrické vlastnosti neurónov, vrátane čerpadiel, tvoria "srdce" ich excitability. To má za následok schopnosť rozvíjať nervové vedenie a komunikáciu medzi bunkami.

Inými slovami, neurón je "excitabilný" vďaka svojej vlastnosti zmeniť svoj elektrický potenciál a prenášať ho.

Neuróny sú bunky s niekoľkými špecifickými vlastnosťami. Prvým je, že sú polarizované. To znamená, že existuje nerovnováha medzi opakovaním poplatkov, ak porovnáme vonkajšiu a vnútornú časť bunky.

Zmena tohto potenciálu v čase sa nazýva akčný potenciál. Žiadny podnet nie je schopný spôsobiť neurálnu aktivitu, je potrebné mať "minimálne množstvo", ktoré prekračuje limit nazývaný prah excitácie - podľa pravidla všetkého alebo ničoho.

Ak sa dosiahne prah, uskutoční sa potenciálna reakcia. Ďalej neurón zažíva obdobie, v ktorom nie je excitabilný, ako refraktérne obdobie.

Toto má určité trvanie a pokračuje hyperpolarizáciou, kde je čiastočne excitovateľná. V tomto prípade potrebujete silnejší stimul ako ten predchádzajúci.

Excitabilita v astrocytoch

Čo sú astrocyty?

Astrocyty sú početné bunky odvodené z neuroektodermálnej línie. Tiež nazývaný astroglia, ktorá je najpočetnejšou gliálnou bunkou. Podieľajú sa na veľkom počte funkcií súvisiacich s nervovým systémom.

Názov tohto typu buniek je odvodený od hviezdneho vzhľadu. Sú priamo asociované s neurónmi a zvyškom organizmu, čím sa vytvára medzera medzi nervovým systémom a zvyškom organizmu prostredníctvom intervalových spojov..

Astrocytická excitabilita

Historicky sa predpokladalo, že astrocyty fungovali jednoducho ako podporný scenár pre neuróny, ktoré majú jedinú vedúcu úlohu pri organizovaní nervových reakcií. Vďaka novým dôkazom bola táto perspektíva preformulovaná.

Tieto gliové bunky sú v intímnom vzťahu, ktorý súvisí s mnohými funkciami mozgu a ako reaguje na aktivitu. Okrem účasti na modulácii uvedených udalostí.

Existuje teda excitabilita v astrocytoch, ktorá je založená na zmenách vápnikového iónu v cytosóle danej bunky..

Týmto spôsobom môžu astrocyty aktivovať svoje glutamátergické receptory a odpovedať na signály emitované neurónmi nachádzajúcimi sa v blízkej oblasti..

referencie

  1. Chicharro, J.L., & Vaquero, A.F. (2006). Fyziológia cvičenia. Panamericana Medical.
  2. Cuenca, E. M. (2006). Základy fyziológie. Paraninfo Editorial.
  3. Parpura, V., & Verkhratsky, A. (2012). Stručná informácia o excitabilite astrocytov: od receptorov po gliotransmisiu. Neurochemistry international, 61(4), 610-621.
  4. Price, D.J., Jarman, A.P., Mason, J.O., & Kind, P.C. (2017). Budovanie mozgov: úvod do nervového vývoja. John Wiley & Sons.
  5. Schulz, D. J., Baines, R.A., Hempel, C.M., Li, L., Liss, B., & Misonou, H. (2006). Bunková excitabilita a regulácia funkčnej neuronálnej identity: od expresie génu po neuromoduláciu. Journal of Neuroscience, 26 (41) 10362-10367.