Нервові імпульси поширюються при переміщенні іонів через мембрану нервової клітини і передаються з однієї нервової клітини до іншої за допомогою нейромедіаторів.
В результаті еволюції нервової системи людини та інших тварин виникли складні інформаційні мережі, процеси в яких засновані на хімічних реакціях. Найважливішим елементом нервової системи є спеціалізовані клітини нейрони. Нейрони складаються з компактного тіла клітини, що містить ядро і інші органели. Від цього тіла відходить кілька розгалужених відростків. Більшість таких відростків, званих дендритами. служать точками контакту для прийому сигналів від інших нейронів. Один відросток, як правило найдовший, називається аксонів і передає сигнали на інші нейрони. Кінець аксона може багаторазово галузитися, і кожна з цих більш дрібних гілок здатна з'єднатися з наступним нейроном.
У зовнішньому шарі аксона знаходиться складна структура, утворена безліччю молекул, які виступають в ролі каналів, за якими можуть надходити іони - як всередину, так і назовні клітини. Один кінець цих молекул, відхиляючись, приєднується до атому-мішені. Після цього енергія інших частин клітини використовується на те, щоб виштовхнути цей атом за межі клітини, тоді як процес, що діє в зворотному напрямку, вводить усередину клітини іншу молекулу. Найбільше значення має молекулярну насос, який виводить з клітки іони натрію і вводить в неї іони калію (натрій-калієвий насос).
Коли клітина знаходиться в спокої і не проводить нервових імпульсів, натрій-калієвий насос переміщує іони калію всередину клітини і виводить іони натрію назовні (уявіть собі клітку, що містить прісну воду і оточену солоною водою). Через такого дисбалансу різниця потенціалів на мембрані аксона досягає 70 мілівольт (приблизно 5% від напруги звичайної батарейки АА).
Однак при зміні стану клітини і стимуляції аксона електричним імпульсом рівновагу на мембрані порушується, і натрій-калієвий насос на короткий час починає працювати у зворотному напрямку. Позитивно заряджені іони натрію проникають всередину аксона, а іони калію відкачуються назовні. На мить внутрішнє середовище аксона здобуває позитивний заряд. При цьому канали натрій-калієвого насоса деформуються, блокуючи подальший приплив натрію, а іони калію продовжують виходити назовні, і вихідна різниця потенціалів відновлюється. Тим часом іони натрію поширюються всередині аксона, змінюючи мембрану в нижній частині аксона. При цьому стан розташованих нижче насосів змінюється, сприяючи подальшому поширенню імпульсу. Різка зміна напруги, викликане стрімкими переміщення іонів натрію і калію, називають потенціалом дії. При проходженні потенціалу дії через певну точку аксона, насоси включаються і відновлюють стан спокою.
Потенціал дії поширюється досить повільно - не більше частки дюйма за секунду. Для того щоб збільшити швидкість передачі імпульсу (оскільки, врешті-решт, не годиться, щоб сигнал, посланий мозком, досягав руки лише через хвилину), аксони оточені оболонкою з мієліну, що перешкоджає притоку і відтоку калію і натрію. Мієлінова оболонка не безперервна - через певні інтервали в ній є розриви, і нервовий імпульс перескакує з одного «вікна» в інше, за рахунок цього швидкість передачі імпульсу зростає.
Коли імпульс досягає кінця основної частини тіла аксона, його необхідно передати або наступного нижчого рівня нейрону, або, якщо мова йде про нейронах головного мозку, по численним відгалуженням багатьох інших нейронів. Для такої передачі використовується абсолютно інший процес, ніж для передачі імпульсу вздовж аксона. Кожен нейрон відділений від свого сусіда невеликий щілиною, званої синапсом. Потенціал дії не може перескочити через цю щілину, тому потрібно знайти якийсь інший спосіб для передачі імпульсу наступного нейрону. В кінці кожного відростка є крихітні мішечки, які називають (пресинаптичними) бульбашками. в кожному з яких знаходяться особливі з'єднання - нейромедіатори. При надходженні потенціалу дії з цих бульбашок вивільняються молекули нейромедіаторів, що перетинають синапс і приєднуються до специфічних молекулярних рецепторів на мембрані нижележащих нейронів. При приєднанні нейромедіатора рівновагу на мембрані нейрона порушується. Зараз ми розглянемо, чи виникає при такому порушенні рівноваги новий потенціал дії (нейрофізіологи продовжують шукати відповідь на це важливе питання до цих пір).
Після того як нейромедіатори передадуть нервовий імпульс від одного нейрона на наступний, вони можуть просто дифундувати, і піддатися хімічному розщеплення, або повернутися назад в свої бульбашки (цей процес нескладно називається зворотним захопленням). В кінці XX століття було зроблено разючу наукове відкриття - виявляється, ліки, що впливають на викид і зворотне захоплення нейромедіаторів, можуть докорінно змінювати психічний стан людини. Прозак (Prozac *) і подібні до них антидепресанти блокують зворотне захоплення нейромедіатора серотоніна. Складається враження, що хвороба Паркінсона взаємопов'язана з дефіцитом нейромедіатора допаміну в головному мозку. Дослідники, які вивчають прикордонні стану в психіатрії, намагаються зрозуміти, як ці сполуки впливають на людський розум.
Як і раніше немає відповіді на фундаментальне питання про те, що ж змушує нейрон ініціювати потенціал дії - висловлюючись професійною мовою нейрофізіологів, незрозумілий механізм «запуску» нейрона. В цьому відношенні особливо цікаві нейрони головного мозку, які можуть приймати нейромедіатори, послані тисячею сусідів. Про обробку та інтеграції цих імпульсів майже нічого не відомо, хоча над цією проблемою працюють багато дослідні групи. Нам відомо лише, що в нейроні здійснюється процес інтеграції вступників імпульсів і виноситься рішення, слід чи ні ініціювати потенціал дії і передавати імпульс далі. Цей фундаментальний процес керує функціонуванням всього головного мозку. Не дивно, що ця найбільша загадка природи залишається, принаймні сьогодні, загадкою і для науки!
По-моєму, в цій статті багато чого незрозуміло. а багато просто невірно. Почну по порядку.
"У зовнішньому шарі аксона знаходиться складна структура, утворена безліччю молекул, які виступають в ролі каналів". Важко зрозуміти. що мова йде про мембрані, в якій є різні білки-канали!
"Один кінець цих молекул, відхиляючись, приєднується до атому-мішені. Після цього енергія інших частин клітини використовується на те, щоб виштовхнути цей атом за межі клітини, тоді як процес, що діє в зворотному напрямку, вводить усередину клітини іншу молекулу." Теж дуже загадково описаний, мабуть, один з видів транспорту - антіпорт. У поширенні нервових імпульсів він має мінімальне значення! Не ясно, що за кінець і куди відхиляється, енергія яких "інших частин клітини" і як використовується.
"Коли клітина знаходиться в спокої і не проводить нервових імпульсів, натрій-калієвий насос переміщує іони калію всередину клітини і виводить іони натрію назовні (уявіть собі клітку, що містить прісну воду і оточену солоною водою). Через такого дисбалансу різниця потенціалів на мембрані аксона досягає 70 мілівольт ". Тут майже все просто невірно. Якщо вимкнути натрій-калієвий насос, в стані спокою мембранний потенціал (МП) майже не зміниться. Не можна уявити собі клітку, що містить прісну воду - в ній іонів не менш, ніж зовні. Нарешті, не ясно, звідки береться "дисбаланс" - адже іони натрію і калію мають однаковий заряд. Насправді назовні викидається три іона натрію на кожні два іона калію, закачані всередину (насос електрогенний). Але це на потенціал впливає, повторюся, слабо.
"Однак при зміні стану клітини і стимуляції аксона електричним імпульсом рівновагу на мембрані порушується, і натрій-калієвий насос на короткий час починає працювати у зворотному напрямку." По-перше, аксон в нормі не стимулюється нервовим імпульсом - він виникає на самому аксоні (аксонів горбочку). Але головне - НІЧОГО подібного з натрій-калієвих насосом на мембрані не відбувається.
"Позитивно заряджені іони натрію проникають всередину аксона, а іони калію відкачуються назовні." Перша частина цієї фрази - правда.Только заходять вони через потенціалзалежні натрієві канали, що не мають відношення до натрій-калієвому насосу. Друга частина - неправда. Іони калію виходять з клітини через калієві канали (постійного струму і потенціалзалежні), так як їх концентрація в клітині як і раніше вище. При цьому насос продовжує працювати (хоча і повільніше) в звичайному напрямку, просто у каналів вище пропускна здатність.
"При цьому канали натрій-калієвого насоса деформуються, блокуючи подальший приплив натрію." "Тим часом іони натрію поширюються всередині аксона, змінюючи мембрану в нижній частині аксона. При цьому стан розташованих нижче насосів змінюється, сприяючи подальшому поширенню імпульсу."
"При проходженні потенціалу дії через певну точку аксона, насоси включаються і відновлюють стан спокою."
Нічого подібного. Все це невірно. Змінюється стан каналів, і від цього залежить поширення нервового імпульсу. Насоси тут ні при чому.
"Потенціал дії поширюється досить повільно - не більше частки дюйма за секунду." Маються на увазі не покриті мієліну аксони. У людини швидкість поширення в них близько 2 м / c, у кальмара - десятки метрів в секунду, у актинії - близько 1 м / c. Частки дюйма - явна фантазія.
"При приєднанні нейромедіатора рівновагу на мембрані нейрона порушується. Зараз ми розглянемо, чи виникає при такому порушенні рівноваги новий потенціал дії (нейрофізіологи продовжують шукати відповідь на це важливе питання до цих пір)." Не ясно, про яке рівновазі йдеться. Крім того, обіцянку не виконується - нічого про "це важливе питання" в наступному абзаці ані слова. І якщо про сумації (про яку йде мова в кінці статті) ще можна посперечатися. то в багатьох випадках відповідь на це питання - зовсім не біном Ньютона! Так, виникає, якщо виділилося досить багато збудливого медіатора. Це можна показати в експерименті, і ніяких суперечок з цього приводу ніхто не веде.
Ну, і так далі. Може, варто цю статтю переробити? Фахівці-нейрофізіологи її явно не читали!
Яку ціну доводиться платити людству за потуги психиаторов розгадати таємницю нейронів і бульбашок мозку.
Ця сфера науки, використовує в якості полігону для випробування своїх препаратів, мирне населеніе.Тисячі загиблих людей, що зійшли з розуму і "втратили себе" після прийому "нешкідливих" таблеточек від депресії, фінансують подальші потуги нейрофашістов винаходити нові більш досконалі методи хімічного геноциду.
Цікаво, яка кінцева мета у цих вчених?
Я представив таку картину: Дитина брав прозак, отримав схильність до суїциду і невмотивованої агресії, але вижив в результаті турботи родітелей.Получіл освіту, виріс, зробив політичну кар'єру, став призедентом. наприклад такий ядерної держави як США.
Але змінене Прозак свідомість підпирає і вимагає реалізації руйнівного імпульсу змінених хімією бульбашок мозку.
І ось призедент, вирішує зробити свою хімічну "призначення" і виконує пророцтва древніх.Устраевает ядерний апокаліпсис.
А в цей момент, сповнений гордості психіатри і психологи стоять з високо піднятою головою, в розвіваються білих халатах на тлі ядерного пламені.І їх душі наповнені почуттям виконаного обов'язку перед людством і хімічно змінених бульбашок мозку.