신경 임펄스가 축삭 및 다른 전기적 흥분성 세포 (근육 선의)을 따라 발생하는 활동 전위 (AP)의 연속이다. 원칙적으로 외부 또는 내부 자극이 수신되어 하나의 뉴런에서 다른 뉴런으로 또는 뉴런에서 이펙터 기관으로 메시지가 전송 될 때 발생합니다.
메시지는 본질적으로 수상 돌기 또는 뉴런의 몸체에서 생성되고 신호가 전달되는 축삭 끝으로 이동하는 전기 신호입니다. 이 활동 전위는 신경 세포, 뉴런에 의해 생성되는 1 차 전기 신호이며 특정 이온에 대한 막의 투과성의 변화로 인해 발생합니다.
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특정 이온에 대한 투과성의 동역학 및 전압 의존성은 활동 전위 생성에 대한 완전한 설명을 제공합니다.
형질
활동 전위는 신경 섬유를 따라 감소하지 않고 전파되는 폭발적인 현상입니다. 축삭은 AP를 스파이크 개시 영역 (뉴런의 축삭 원뿔 근처) 인 원점에서 축삭 말단까지 전도합니다.
따라서 뉴런은 자극을 받고 자극을 전달하는 데 특화된 세포입니다. 뉴런 및 기타 흥분성 세포의 활성 전기적 반응은 세포막에 전압 게이트 이온 채널로 알려진 특수 단백질의 존재에 따라 달라집니다.
신경 충동이 생성되기 위해서는 전체 축삭에 걸쳐 확장되는 뉴런의 막에 변화가 반드시 발생해야합니다. 세포질과 세포 외 환경 사이의 전기 화학적 차이로 인해 막의 양쪽에서 전위차가 발생할 수 있습니다.
막 내부와 외부의 전기 화학적 전위차를 측정하면 약 -70mV의 차이를 관찰 할 수 있습니다. 이런 의미에서 신경 세포막의 안쪽은 자극이 없을 때 바깥쪽에 비해 음수입니다.
이온 채널과 그 중요성
전압 게이트 이온 채널은 이온이 멤브레인 전기장의 변화에 반응하여 멤브레인을 가로 질러 이동할 수 있도록합니다. 뉴런에는 여러 유형의 이온 채널이 존재하며, 각각은 특정 이온 종의 통과를 허용합니다.
이 채널은 멤브레인에 고르게 분포되지 않습니다. 그러나 축 삭막에서 우리는 Na + 및 K +에 대한 빠르게 작용하는 채널을 찾을 수 있으며 축삭 말단에서는 Ca + 채널을 찾을 수 있습니다.
K + 채널은 막 전위의 수동적 변화라고하는 현상 인 AP를 유발하는 자극이 없을 때 전기적으로 흥분 할 수있는 세포의 휴지 상태를 유지하는 역할을합니다.
Na + 채널이 빠르게 반응하는 동안 PA 또는 멤브레인 전위의 활성 변화가 생성 될 때 멤브레인의 탈분극에 개입합니다.
반면에 Ca + 채널은 탈분극 중에 더 느리게 열리지 만 전기 신호를 전파하고 시냅스에서 신경 전달 물질 신호를 방출하는 근본적인 역할을합니다.
뉴런의 흥분성에 참여하는 생체 요소
임펄스는 세포질과 세포 외 매질 사이의 생체 요소 및 생체 분자 농도의 비대칭으로 인해 발생합니다. 뉴런의 흥분성에 참여하는 가장 중요한 이온은 Na +, K +, Ca2 + 및 Cl-입니다.
또한 세포 내 유체에만 위치하며 원형질막이 이러한 성분을 투과 할 수 없기 때문에 떠날 수없는 유기 음이온과 단백질도 있습니다.
세포 외부에는 Na + (10 배 이상) 및 Cl-와 같은 더 높은 농도의 이온이 있으며 내부에는 최대 30 배 이상의 K + 및 세포질에서 음전하를 생성하는 다량의 유기 음이온 (단백질)이 있습니다.
전압에 민감한 Na + 및 K + 채널이 열리면 전압 변화가 멤브레인에 인접한 영역으로 전달되고 해당 영역에서 전압에 민감한 구성 요소가 열리고 다른 영역으로 전압 변화가 전달됩니다. 가장 먼 섹터.
Na + 및 K + 채널이 닫히면 게이트가 잠시 비활성화되어 모멘텀이 되돌아 갈 수 없습니다.
활동 잠재력 의존성
활동 전위의 생성은 다음 세 가지 필수 요소에 따라 달라집니다.
첫째, 특정 막 단백질에 의한 이온의 능동적 수송. 이것은 이온 종의 농도가 같지 않거나 양쪽에 여러 개를 생성합니다.
둘째, 이온의 고르지 않은 분포는 잠재적 에너지 원을 생성하는 막 전체에 전기 화학적 구배를 생성합니다.
마지막으로, 이온 종 선택적 게이트 이온 채널은 이온 전류가 이러한 멤브레인 스패닝 채널을 통해 전기 화학적 구배에 의해 구동되도록합니다.
단계
휴식 잠재력
활동 전위가 전달되지 않으면 뉴런의 막이 정지합니다. 이 경우 세포 내액 (세포질)과 세포 외액은 서로 다른 농도의 무기 이온을 포함합니다.
이는 막의 외층이 양전하를 갖는 반면 내층은 음전하를 가지게되는데, 이는 정지 상태의 막이 "분극"된다는 것을 의미한다. 이 휴지 전위의 값은 -70mv입니다. 즉, 세포 내부의 전위가 세포 외 전위보다 70mV 더 음입니다.
Na + 입구 및 K + 출구는 일반적으로 농도 구배 (활성 수송)의 영향으로 인해 세포에 존재합니다. 세포 외부에 Na +가 더 많을수록 들어가는 경향이 있고 세포 내부에 K +가 많을수록 세포막 양쪽의 농도를 동일하게하기 위해 빠져 나가는 경향이 있습니다.
다른 이온 농도는 "나트륨 및 칼륨 펌프"라고하는 막 단백질의 작용에 의해 유지됩니다. 전위차를 보존하기 위해 Na + 및 K + 펌프는 유입되는 2 개의 K +마다 셀에서 3 개의 Na + 이온을 제거합니다.
신경 충동 형성
신경 세포막의 수용체 영역에 자극이 나타나면 막에서 Na +에 대한 투과성을 증가시키는 생성 전위가 생성됩니다.
이 전위가 -65 ~ -55 mV 인 흥분성 임계 값을 초과하면 신경 자극이 생성되고 Na +가 너무 빨리 도입되어 Na + 및 K + 펌프도 비활성화됩니다.
양전하를 띤 Na +의 대량 유입은 앞서 언급 한 전하를 반전시킵니다. 이 현상을 막 탈분극이라고합니다. 후자는 약 + 40mv에서 멈 춥니 다.
임계 값에 도달하면 크거나 작은 신경 자극이 없기 때문에 항상 표준 BP가 생성되어 결과적으로 모든 활동 전위가 동일합니다. 임계 값에 도달하지 않으면 아무 일도 일어나지 않습니다.이를 "전부 또는 전무"원칙이라고합니다.
PA는 2 ~ 5 밀리 초 동안 매우 짧습니다. Na + 채널이 비활성화되고 세포질에서 흐르는 K 이온에 대한 투과성이 증가하여 휴지 전위를 다시 설정하기 때문에 Na +에 대한 막의 투과성 증가가 빠르게 중단됩니다.
임펄스 시프트
임펄스는 발전기 전위의 결과로 생성되는 신경 세포막에 남아 있지 않고 대신 축삭의 끝에 도달 할 때까지 신경 세포를 따라 막을 통해 이동합니다.
임펄스의 전달은 신경 섬유를 따라 전기파 형태의 움직임으로 구성됩니다. 축삭의 말단 발에 도달하면 화학 신경 전달 물질에 의해 수행되는 시냅스를 통과해야합니다.
AP는 수초가 없으면 신경 섬유를 따라 계속 이동하지만, 수초가 있으면 수초 층이 Ranvier의 결절을 제외한 전체 표면에서 신경 섬유막을 분리합니다. 이 상황에서 PA는 한 노드에서 다음 노드로의 점프를 진행하며이를 염성 전도라고합니다.
이러한 유형의 전송은 Ranvier의 노드에서만 탈분극이 발생하기 때문에 많은 에너지를 절약하고 임펄스 및 정보 전송 속도를 증가시킵니다. 최대 120m / 초의 속도가 기록 된 반면, 미엘린으로 덮이지 않은 섬유의 경우 대략적인 속도는 0.5m / 초입니다.
시냅스 전송
신경 충동의 흐름은 몸과 수상 돌기를 구성하는 뉴런의 구 심성 끝에서 축삭과 그 측부 가지에 의해 형성된 원심성 끝으로 이동합니다. 끝이 말단 발 또는 시냅스 버튼 인 축삭 끝이 여기에 포함됩니다.
한 뉴런과 다른 뉴런 사이 또는 뉴런과 근육 또는 선 세포 사이의 접촉 영역을 시냅스라고합니다. 시냅스의 발생에 대해 신경 전달 물질은 전달 된 메시지가 신경 섬유에서 연속성을 갖도록 근본적인 역할을합니다.
충동의 주기적 행동
본질적으로 활동 전위는 2 ~ 5 밀리 초 동안 지속되는주기에서 멤브레인의 극성이 음에서 양으로, 다시 음으로 바뀌는 것입니다.
각 사이클은 탈분극의 상승 단계, 재분극의 하강 단계 및 -70 mv 미만의 수치에서 과분극이라고하는 하위 하강 단계로 구성됩니다.
풍모
신경 자극은 전기 화학적 메시지입니다. 수신자와 발신자가 있기 때문에 메시지이고 전기적 구성 요소와 화학적 구성 요소가 있기 때문에 전기 화학적이다.
신경 자극 (활동 전위)을 통해 뉴런은 정보를 빠르고 정확하게 전달하여 유기체 전체의 활동을 조정합니다.
PA는 모든 기억, 감각, 사고 및 운동 반응을 담당합니다. 이것은 대부분의 경우 이온 채널 개방, 근육 수축 및 exocytosis를 포함하는 효과기 반응을 제어하기 위해 먼 거리에서 발생합니다.
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