KAJ JE CELIČNA RAZDRAŽLJIVOST? - BIOLOGIJA - 2026

Nervoze je lastnost celic, ki jim omogoča, da se odzovejo na stimulacijo hitre spremembe v membranski potencial. Nastanejo s pretokom ionov po plazemski membrani.

Izraz "celična razdražljivost" je običajno povezan s celicami, ki sestavljajo živčni sistem, imenovane nevroni. Vendar pa obstajajo nedavni dokazi, ki kažejo na vzdražljivost v astrocitih, zahvaljujoč spremembam citosola v smislu koncentracije kalcijevih ionov.

Vir: pixabay.com

Zahvaljujoč aktivnemu transportu in prepustnosti bioloških membran imajo bioelektrični potencial. Ta lastnost je tisto, kar določa električno razburljivost celic.

Zgodovinska perspektiva

Prvi modeli, ki so trdili, da združujejo vlogo ionov in generiranje električnih signalov v telesu, so trdili, da so nevroni podobni cevi, skozi katero so tečele snovi, ki napihujejo ali izčrpavajo mišično tkivo.

Leta 1662 je Descartes uporabil principe hidravlike za opis potencialnega modela delovanja živčnega sistema. Pozneje je bilo s prispevki Galvani sklenjeno, da je elektrika sposobna vznemirjati mišice, kar povzroča kontrakcije.

Alessandro Volta je tem idejam nasprotoval in trdil, da prisotnost električne energije ni posledica tkanin, temveč kovin, ki jih je Galvani uporabil v svojem poskusu. Za Volta je bilo treba uporabiti elektriko na mišicah in njegovo pričevanje je uspelo prepričati takratne akademike.

Trajalo je veliko let, da se je dokazala Galvinijeva teorija, kjer so mišice vir električne energije. Leta 1849 je bilo doseženo ustvarjanje naprave z občutljivostjo, potrebno za količinsko določitev generiranja električnih tokov v mišicah in živcih.

Razburljive celice

Tradicionalno je vznemirljiva celica opredeljena kot entiteta, ki je sposobna razmnoževati akcijski potencial, čemur sledi mehanizem - kemični ali električni - stimulacije. Vzbujajoče je več vrst celic, predvsem nevroni in mišične celice.

Razdražljivost je bolj splošen izraz, ki se razlaga kot zmožnost ali sposobnost uravnavanja gibanja ionov po celični membrani, ne da bi bilo treba širiti akcijski potencial.

Kaj naredi celico vznemirljivo?

Sposobnost celice, da doseže prevod električnih signalov, dosežemo s kombiniranjem značilnih lastnosti celične membrane in prisotnosti tekočin z visokimi koncentracijami soli in različnih ionov v celičnem okolju.

Celične membrane so sestavljene iz dveh slojev lipidov, ki delujejo kot selektivna ovira pri vstopu različnih molekul v celico. Med temi molekulami so ioni.

V notranjosti membran so vgrajene molekule, ki delujejo kot regulatorji prehoda molekul. Ioni imajo črpalke in beljakovinske kanale, ki posredujejo pri vstopu in izstopu v celično okolje.

Črpalke so odgovorne za selektivno gibanje ionov, vzpostavljanje in vzdrževanje koncentracije koncentracije, ki ustreza fiziološkemu stanju celice.

Rezultat prisotnosti neuravnoteženih nabojev na obeh straneh membrane se imenuje ionski gradient in povzroči membranski potencial - ki je količinsko opredeljen v voltih.

Glavni ioni, ki sodelujejo v elektrokemičnem gradientu membran nevronov, so natrij (Na ⁺ ), kalij (K ⁺ ), kalcij (Ca ²⁺ ) in klor (Cl ^- ).

Razdražljivost v nevronih

Kaj so nevroni?

Nevroni so živčne celice, ki so odgovorne za obdelavo in oddajanje kemičnih in električnih signalov.

Med njimi vzpostavijo povezave, imenovane sinapse. Strukturno imajo celično telo, dolg proces, ki se imenuje akson, in kratke procese, ki se začnejo s soma, imenovane dendriti.

Nevronska razdražljivost

Električne lastnosti nevronov, vključno s črpalkami, tvorijo "srce" nevronske vzdražljivosti. To pomeni sposobnost razvijanja živčne prevodnosti in komunikacije med celicami.

Z drugimi besedami, nevron je "vznemirljiv" zahvaljujoč svoji lastnosti, da spreminja svoj električni potencial in ga oddaja.

Nevroni so celice z več posebnostmi. Prva je, da so polarizirani. Z drugimi besedami, obstaja neravnovesje med ponavljanjem nabojev, če primerjamo zunanjost in notranjost celice.

Sprememba tega potenciala skozi čas se imenuje akcijski potencial. Ne samo noben dražljaj lahko sproži nevronsko aktivnost, ampak mora imeti "najmanjšo količino", ki presega mejo, imenovano prag vzbujanja - po pravilih vse ali nič.

Če je prag dosežen, se zgodi potencialni odziv. Nato nevron doživi obdobje, ko ni vznemirljiv, na primer refrakterno obdobje.

Ta ima določeno trajanje in prehaja v hiperpolarizacijo, kjer je delno vznemirljiv. V tem primeru potrebujete močnejši dražljaj kot prejšnji.

Vzbudljivost v astrocitih

Kaj so astrociti?

Astrociti so številne celice, ki izhajajo iz nevroektodermalne loze. Imenujejo jih tudi astroglije, saj so najštevilčnejše glialne celice. Sodelujejo v velikem številu funkcij, povezanih z živčnim sistemom.

Ime te vrste celice izhaja iz njenega zvezdastega videza. So neposredno povezani z nevroni in preostalim telesom, vzpostavljajo mejo med živčnim sistemom in preostalim telesom, skozi vrzeli.

Astrocitna razdražljivost

Zgodovinsko gledano so mislili, da astrociti delujejo zgolj kot podporni nevroni, slednji pa so tisti, ki imajo edino vodilno vlogo pri orkestriranju živčnih reakcij. Zaradi novih dokazov je bila ta perspektiva preoblikovana.

Te glialne celice so v intimnem odnosu z mnogimi možganskimi funkcijami in kako se možgani odzivajo na aktivnost. Poleg tega, da sodelujejo v modulaciji teh dogodkov.

Tako je v astrocitih razdražljivost, ki temelji na variacijah kalcijevega iona v citosolu zadevne celice.

Na ta način lahko astrociti aktivirajo svoje glutamatergične receptorje in se odzovejo na signale, ki jih oddajajo nevroni, ki se nahajajo v bližnji regiji.

Reference

1. Chicharro, JL in Vaquero, AF (2006). Fiziologija vadbe. Panamerican Medical Ed.
2. Cuenca, EM (2006). Osnove fiziologije. Uredništvo Paraninfo.
3. Parpura, V., & Verkhratsky, A. (2012). Kratka razdražljivost astrocitov: od receptorjev do gliotransmisije. Neurochemistry international, 61 (4), 610-621.
4. Price, DJ, Jarman, AP, Mason, JO, & Kind, PC (2017). Gradnja možganov: uvod v nevronski razvoj. John Wiley & Sons.
5. Schulz, DJ, Baines, RA, Hempel, CM, Li, L., Liss, B., & Misonou, H. (2006). Celična ekscitabilnost in regulacija funkcionalne nevronske identitete: od genske ekspresije do nevromodulacije. Journal of Neuroscience, 26 (41) 10362-10367.