Hvordan bevæger nerveimpulsen sig langs en axon?

ktsimage/iStock/GettyImages

Det menneskelige centralnervesystem (CNS) består af hjernen og rygmarven, der tilsammen huser omkring 100 milliarder neuroner. Hver neuron indeholder en cellekrop, der orkestrerer dens funktion, dendritter, der modtager signaler fra andre neuroner, og en lang axon, der bærer elektriske impulser.

TL;DR

Elektriske signaler kaldet nerveimpulser bevæger sig langs axoner, hvilket muliggør hurtig kommunikation i nervesystemet.

Neurotransmission

Neurotransmission er relæet af signaler fra en neuron til en anden. Når en neurons axon affyres, når den resulterende nerveimpuls dendritterne af den næste neuron. Impulsen initierer derefter et andet handlingspotentiale, der spreder budskabet videre i kæden. Hastigheden af ​​denne transmission afhænger i høj grad af tilstedeværelsen af ​​myelin, en isolerende kappe produceret af Schwann-celler i det perifere nervesystem (PNS) og oligodendrocytter i CNS. Myelin vikler sig rundt om axonet og efterlader huller kendt som Ranviers noder. Denne konfiguration gør det muligt for impulser at springe mellem knudepunkter - en proces kaldet saltholdig ledning - og øger hastigheden op til omkring 250 miles i timen.

Hvile- og handlingspotentialer

Alle celler opretholder et membranpotentiale, spændingsforskellen over deres membran. I hvile har en neuron en negativ indre ladning, hovedsagelig på grund af en højere koncentration af kalium (K⁺) ioner inde i cellen og natrium (Na⁺) og chlorid (Cl⁻) ioner udenfor. Når en stimulus ankommer, åbnes spændingsstyrede Na⁺-kanaler, hvilket lader Na⁺ strømme ind og depolarisere membranen. Denne depolarisering udgør aktionspotentialet, der kun varer 1-2 millisekunder. Kort efter genåbnes spændingsstyrede K⁺-kanaler, hvilket genopretter den negative ladning (repolarisering). Denne hurtige cyklus af depolarisering og repolarisering fører den elektriske impuls langs aksonet.

Neurotransmittere

Ved axonterminalen omdannes det elektriske signal til et kemisk. Neurotransmittere frigives til den synaptiske kløft - det smalle mellemrum mellem neuroner - og diffunderer henover for at binde receptorer på dendritten af ​​den postsynaptiske neuron. Binding åbner ionkanaler, ændrer den postsynaptiske celles membranpotentiale og bestemmer, om den bliver stimuleret eller hæmmet. Bagefter nedbrydes neurotransmittere enten enzymatisk eller reabsorberes (genoptagelse) til genbrug. Denne kemiske signalering strækker sig ud over neuroner og tillader nervesystemet at koordinere muskler, kirtler og andre organer.