ЧТО ТАКОЕ КЛЕТОЧНАЯ ВОЗБУДИМОСТЬ? - БИОЛОГИЯ - 2025

Возбудимость является свойством клеток , что позволяет им , чтобы реагировать на стимуляцию быстрых изменений мембранного потенциала. Они создаются потоком ионов через плазматическую мембрану.

Термин «клеточная возбудимость» обычно ассоциируется с клетками, составляющими нервную систему, называемыми нейронами. Однако есть недавние данные, которые показывают возбудимость астроцитов благодаря изменениям в цитозоле с точки зрения концентрации ионов кальция.

Источник: pixabay.com

Благодаря активному транспорту и проницаемости биологических мембран они обладают биоэлектрическим потенциалом. Эта характеристика определяет электрическую возбудимость клеток.

Историческая перспектива

Первые модели, которые утверждали, что объединяют роль ионов и генерацию электрических сигналов в организме, утверждали, что нейроны похожи на трубку, по которой проходят вещества, которые раздувают или сдувают мышечную ткань.

В 1662 году Декарт использовал принципы гидравлики для описания потенциальной модели функционирования нервной системы. Позже, с участием Гальвани, был сделан вывод, что электричество может возбуждать мышцы, вызывая сокращения.

Алессандро Вольта был против этих идей, утверждая, что присутствие электричества связано не с тканями, а с металлами, которые Гальвани использовал в своем эксперименте. По мнению Вольта, электричество нужно было приложить к мышцам, и его показания убедили ученых того времени.

Потребовалось много лет, чтобы доказать теорию Гальвини, согласно которой мышцы являются источником электричества. В 1849 году было создано устройство с чувствительностью, необходимой для количественной оценки генерации электрических токов в мышцах и нервах.

Возбудимые клетки

Традиционно возбудимая клетка определяется как объект, способный распространять потенциал действия, за которым следует механизм - химический или электрический - стимуляции. Возбудимы несколько типов клеток, в основном нейроны и мышечные клетки.

Возбудимость - это более общий термин, интерпретируемый как способность или способность регулировать движение ионов через клеточную мембрану без необходимости распространения потенциала действия.

Что делает клетку возбудимой?

Способность клетки передавать электрические сигналы достигается за счет сочетания характерных свойств клеточной мембраны и присутствия жидкостей с высокими концентрациями солей и различных ионов в клеточной среде.

Клеточные мембраны состоят из двух слоев липидов, которые действуют как селективный барьер для проникновения различных молекул в клетку. Среди этих молекул есть ионы.

Внутри мембран встроены молекулы, которые действуют как регуляторы прохождения молекул. Ионы имеют насосы и белковые каналы, которые обеспечивают вход и выход из клеточной среды.

Насосы отвечают за избирательное движение ионов, установление и поддержание градиента концентрации, соответствующего физиологическому состоянию клетки.

Результат наличия несбалансированных зарядов на обеих сторонах мембраны называется ионным градиентом и приводит к мембранному потенциалу, который измеряется в вольтах.

Основными ионами, участвующими в электрохимическом градиенте мембран нейронов, являются натрий (Na ⁺ ), калий (K ⁺ ), кальций (Ca ²⁺ ) и хлор (Cl ^- ).

Возбудимость нейронов

Что такое нейроны?

Нейроны - это нервные клетки, которые отвечают за обработку и передачу химических и электрических сигналов.

Они устанавливают между собой связи, называемые синапсами. Структурно они имеют тело клетки, длинный отросток, называемый аксоном, и короткие отростки, которые начинаются от сомы, называемые дендритами.

Нервная возбудимость

Электрические свойства нейронов, включая насосы, формируют «сердце» возбудимости нейронов. Это означает способность развивать нервную проводимость и коммуникацию между клетками.

Другими словами, нейрон «возбудим» благодаря своей способности изменять свой электрический потенциал и передавать его.

Нейроны - это клетки с несколькими особенностями. Во-первых, они поляризованы. То есть есть дисбаланс между повторением зарядов, если сравнивать внешнюю и внутреннюю части ячейки.

Изменение этого потенциала во времени называется потенциалом действия. Не просто любой стимул способен вызывать нервную активность, необходимо, чтобы он имел «минимальное количество», превышающее предел, называемый порогом возбуждения, - следуя правилу «все или ничего».

Если порог достигнут, возможная реакция имеет место. Затем нейрон переживает период невозбудимости, например, рефрактерный период.

Это имеет определенную продолжительность и переходит в гиперполяризацию, при которой частично возбудимо. В этом случае вам понадобится более мощный стимул, чем предыдущий.

Возбудимость астроцитов

Что такое астроциты?

Астроциты - это многочисленные клетки, происходящие от нейроэктодермального происхождения. Также называется астроглией, так как это самые многочисленные глиальные клетки. Они участвуют в большом количестве функций, связанных с нервной системой.

Название этого типа клеток происходит от их звездного вида. Они напрямую связаны с нейронами и остальным телом, устанавливая границу между нервной системой и остальным телом посредством интервальных соединений.

Астроцитарная возбудимость

Исторически считалось, что астроциты функционируют просто как опорная площадка для нейронов, причем последние играют единственную ведущую роль в организации нервных реакций. Благодаря новым данным эта точка зрения была переформулирована.

Эти глиальные клетки находятся в тесной взаимосвязи со многими функциями мозга и тем, как мозг реагирует на активность. Помимо участия в модуляции этих событий.

Таким образом, в астроцитах существует возбудимость, которая основана на изменениях иона кальция в цитозоле рассматриваемой клетки.

Таким образом, астроциты могут активировать свои глутаматергические рецепторы и отвечать на сигналы, испускаемые нейронами, расположенными в соседней области.

Ссылки

1. Чичарро, Дж. Л., и Вакеро, А. Ф. (2006). Физиология упражнений. Panamerican Medical Ed.
2. Куэнка, EM (2006). Основы физиологии. Редакция Паранинфо.
3. Парпура, В., и Верхратский, А. (2012). Краткое описание возбудимости астроцитов: от рецепторов к глиотрансмиссии. Neurochemistry International, 61 (4), 610-621.
4. Прайс, ди-джей, Джарман, А. П., Мейсон, Дж. О. и Кинд, ПК (2017). Строим мозг: введение в нейронное развитие. Джон Вили и сыновья.
5. Шульц, Д. Д., Бейнс, Р. А., Хемпель, С. М., Ли, Л., Лисс, Б., и Мисону, Х. (2006). Клеточная возбудимость и регуляция функциональной идентичности нейронов: от экспрессии генов до нейромодуляции. Журнал неврологии, 26 (41) 10362-10367.