Τι είναι η διέγερση των κυττάρων;



Το ευερεθιστότητα Είναι μια ιδιότητα των κυττάρων που τους επιτρέπει να ανταποκρίνονται στη διέγερση με ταχείες αλλαγές στο δυναμικό της μεμβράνης. Αυτά παράγονται με τη ροή των ιόντων μέσω της μεμβράνης πλάσματος.

Ο όρος "διεγερσιμότητα κυττάρων" συσχετίζεται συνήθως με τα κύτταρα που αποτελούν το νευρικό σύστημα, που ονομάζονται νευρώνες. Ωστόσο, υπάρχουν πρόσφατα αποδεικτικά στοιχεία που δείχνουν διέγερση στα αστροκύτταρα, χάρη στις μεταβολές του κυτοσολίου όσον αφορά τις συγκεντρώσεις ιόντων ασβεστίου.

Χάρη στην ενεργή μεταφορά και τη διαπερατότητα των βιολογικών μεμβρανών, έχουν βιοηλεκτρικό δυναμικό. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι αυτό που καθορίζει την ηλεκτρική διέγερση των κυττάρων.

Ευρετήριο

  • 1 Ιστορική προοπτική
  • 2 διεγερτικά κύτταρα
  • 3 Τι κάνει ένα κύτταρο ευερέθιστο?
  • 4 Δυνατότητα αφοσίωσης στους νευρώνες
    • 4.1 Τι είναι οι νευρώνες?
    • 4.2 Νευρωνική διεγερσιμότητα
  • 5 Δυνατότητα διέγερσης στα αστροκύτταρα
    • 5.1 Τι είναι τα αστροκύτταρα?
    • 5.2 Αστροκυτταρική διέγερση
  • 6 Αναφορές

Ιστορική προοπτική

Τα πρώτα μοντέλα που προσπάθησαν να ενσωματώσουν το ρόλο των ιόντων και την παραγωγή ηλεκτρικών σημάτων στο σώμα ισχυρίστηκαν ότι οι νευρώνες ήταν παρόμοιοι με ένα σωλήνα διαμέσου του οποίου διεξήχθησαν ουσίες που εμφυσήθηκαν ή ξεφλούδισαν τον μυϊκό ιστό.

Το έτος 1662, ο Descartes χρησιμοποίησε τις αρχές του υδραυλικού συστήματος για να περιγράψει πιθανά μοντέλα λειτουργίας του νευρικού συστήματος. Στη συνέχεια, με τις συνεισφορές του Galvani, συνήχθη το συμπέρασμα ότι η ηλεκτρική ενέργεια ήταν ικανή να διεγείρει τους μυς, προκαλώντας συστολές.

Ο Alessandro Volta αντιτάχθηκε σε αυτές τις ιδέες υποστηρίζοντας ότι η παρουσία ηλεκτρισμού δεν οφειλόταν στους ιστούς αλλά στα μέταλλα που χρησιμοποίησε ο Galvani στο πείραμά του. Για το Βόλτα, η ηλεκτρική ενέργεια έπρεπε να εφαρμοστεί στον μυ, και η κατάθεσή του κατάφερε να πείσει τους ακαδημαϊκούς της εποχής.

Χρειάστηκαν πολλά χρόνια για να αποδειχθεί η θεωρία του Galvini, όπου οι μύες ήταν η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας. Το 1849 επιτεύχθηκε η δημιουργία μιας συσκευής με ευαισθησία που απαιτείται για να ποσοτικοποιηθεί η παραγωγή ηλεκτρικών ρευμάτων στους μυς και τα νεύρα.

Προειδοποιητικά κύτταρα

Παραδοσιακά, ένα διεγερτικό κύτταρο ορίζεται ως μια οντότητα ικανή να μεταδίδει ένα δυναμικό δράσης, ακολουθούμενη από έναν μηχανισμό - είτε χημικό είτε ηλεκτρικό - για διέγερση. Αρκετοί τύποι κυττάρων είναι ευερέθιστοι, κυρίως νευρώνες και μυϊκά κύτταρα.

Η ευερεθιστότητα είναι περισσότερο ένας γενικός όρος που ερμηνεύεται ως η ικανότητα ή η δυνατότητα ρύθμισης της κίνησης ιόντων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης χωρίς την ανάγκη διάδοσης ενός δυναμικού δράσης.

Τι κάνει ένα κύτταρο ευερέθιστο?

Η ικανότητα ενός κυττάρου να επιτύχει την αγωγή ηλεκτρικών σημάτων επιτυγχάνεται συνδυάζοντας χαρακτηριστικές ιδιότητες της κυτταρικής μεμβράνης και την παρουσία υγρών με υψηλές συγκεντρώσεις άλατος και μερικά ιόντα στο κυτταρικό περιβάλλον.

Οι κυτταρικές μεμβράνες σχηματίζονται από δύο στρώματα λιπιδίων, τα οποία δρουν ως επιλεκτικό φράγμα για την είσοδο διαφορετικών μορίων στο κύτταρο. Μεταξύ αυτών των μορίων είναι τα ιόντα.

Μέσα στις μεμβράνες είναι ενσωματωμένα μόρια που λειτουργούν ως ρυθμιστές της διέλευσης των μορίων. Τα ιόντα διαθέτουν αντλίες και διαύλους πρωτεΐνης που μεσολαβούν στην είσοδο και έξοδο στο κυψελοειδές περιβάλλον.

Οι αντλίες είναι υπεύθυνες για την εκλεκτική κίνηση των ιόντων, δημιουργώντας και διατηρώντας μια βαθμίδα συγκέντρωσης κατάλληλη για τη φυσιολογική κατάσταση του κυττάρου.

Το αποτέλεσμα της παρουσίας μη ισορροπημένων φορτίων και στις δύο πλευρές της μεμβράνης ονομάζεται κλίση ιόντων και οδηγεί σε ένα δυναμικό μεμβράνης - το οποίο ποσοτικοποιείται σε βολτ..

Τα κύρια ιόντα που εμπλέκονται στην ηλεκτροχημική κλίση των μεμβρανών των νευρώνων είναι το νάτριο (Na+), κάλιο (Κ+), ασβέστιο (Ca2+) και χλωρίου (Cl-).

Ευερεθιστότητα στους νευρώνες

Τι είναι οι νευρώνες?

Οι νευρώνες είναι νευρικά κύτταρα, τα οποία είναι υπεύθυνα για την επεξεργασία και τη μετάδοση σημάτων χημικού και ηλεκτρικού τύπου.

Δημιουργούν συνδέσεις μεταξύ τους, που ονομάζονται συνάψεις. Δομικά έχουν ένα κυτταρικό σώμα, μια μακρά επέκταση που ονομάζεται άξονας και σύντομες επεκτάσεις που αρχίζουν από το soma που ονομάζεται δενδρίτης.

Νευρωνική διέγερση

Οι ηλεκτρικές ιδιότητες των νευρώνων, συμπεριλαμβανομένων των αντλιών, αποτελούν την "καρδιά" της διεγερσιμότητάς τους. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ικανότητα ανάπτυξης νευρικής αγωγής και επικοινωνίας μεταξύ κυττάρων.

Με άλλα λόγια, ένας νευρώνας είναι "ευερέθιστος" χάρη στην ιδιότητά του να αλλάζει τις ηλεκτρικές δυνατότητές του και να τις μεταδίδει.

Οι νευρώνες είναι κύτταρα με αρκετά ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Το πρώτο είναι ότι είναι πολωμένοι. Δηλαδή, υπάρχει μια ανισορροπία μεταξύ της επανάληψης των χρεώσεων, εάν συγκρίνουμε το εξωτερικό και το εσωτερικό του κελύφους.

Η μεταβολή αυτού του δυναμικού με την πάροδο του χρόνου ονομάζεται δυναμικό δράσης. Οποιοδήποτε ερέθισμα δεν είναι ικανό να προκαλέσει νευρική δραστηριότητα, είναι απαραίτητο να υπάρχει μια "ελάχιστη ποσότητα" που υπερβαίνει ένα όριο που ονομάζεται κατώφλι διέγερσης - ακολουθώντας τον κανόνα όλων ή τίποτα.

Εάν επιτευχθεί το όριο, λαμβάνει χώρα η πιθανή απόκριση. Ακολούθως, ο νευρώνας βιώνει μια περίοδο όπου δεν είναι ευερέθιστος, σαν μια ανθεκτική περίοδος.

Αυτό έχει μια ορισμένη διάρκεια, και πηγαίνει στην υπερπόλωση, όπου είναι εν μέρει αναστατωμένος. Σε αυτή την περίπτωση, χρειάζεστε πιο ισχυρό ερέθισμα από το προηγούμενο.

Δυνατότητα αφοσίωσης στα αστροκύτταρα

Τι είναι τα αστροκύτταρα?

Τα αστροκύτταρα είναι πολυάριθμα κύτταρα που προέρχονται από τη νευροετοδερμική σειρά. Επίσης ονομάζεται αστρογλία, που είναι τα πιο πολυάριθμα γλοιακά κύτταρα. Συμμετέχουν σε μεγάλο αριθμό λειτουργιών που σχετίζονται με το νευρικό σύστημα.

Το όνομα αυτού του τύπου κυττάρων προέρχεται από την αστρική του εμφάνιση. Αυτά συνδέονται άμεσα με τους νευρώνες και τον υπόλοιπο οργανισμό, δημιουργώντας ένα όριο μεταξύ του νευρικού συστήματος και του υπόλοιπου οργανισμού μέσω διασταυρούμενων διασταυρώσεων..

Astrocytic excitability

Ιστορικά, θεωρήθηκε ότι τα αστροκύτταρα λειτουργούσαν απλώς ως σενάριο υποστήριξης για τους νευρώνες, με το τελευταίο να έχει τον μοναδικό ηγετικό ρόλο στην ενορχήστρωση νευρικών αντιδράσεων. Χάρη σε νέα στοιχεία, αυτή η προοπτική έχει αναδιατυπωθεί.

Αυτά τα γλοιακά κύτταρα βρίσκονται σε μια στενή σχέση που σχετίζεται με πολλές από τις λειτουργίες του εγκεφάλου και πώς αντιδρά στη δραστηριότητα. Εκτός από τη συμμετοχή στη διαμόρφωση των εν λόγω γεγονότων.

Έτσι, υπάρχει μια διέγερση στα αστροκύτταρα, η οποία βασίζεται σε παραλλαγές του ιόντος ασβεστίου στο κυτοσόλιο του εν λόγω κυττάρου.

Με τον τρόπο αυτό, τα αστροκύτταρα μπορούν να ενεργοποιήσουν τους γλουταμινεργικούς υποδοχείς τους και να ανταποκριθούν σε σήματα που εκπέμπονται από νευρώνες που βρίσκονται σε μια κοντινή περιοχή.

Αναφορές

  1. Chicharro, J.L. & Vaquero, Α. F. (2006). Φυσιολογία άσκησης. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cuenca, Ε. Μ. (2006). Θεμελιώδη στοιχεία της φυσιολογίας. Paraninfo Editorial.
  3. Parpura, V., & Verkhratsky, Α. (2012). Το σύνδρομο διεγερσιμότητας των αστροκυττάρων: από τους υποδοχείς στη γλοιοδιαβίβαση. Διεθνής νευροχημεία, 61(4), 610-621.
  4. Price, D.J., Jarman, Α.Ρ., Mason, J.O., & Kind, P.C. (2017). Δημιουργία εγκεφάλων: εισαγωγή στην νευρική ανάπτυξη. John Wiley & Sons.
  5. Schulz, D.J., Baines, R.A., Hempel, C.M., Li, L., Liss, Β., & Misonou, Η. (2006). Κυτταρική διέγερση και ρύθμιση της λειτουργικής νευρωνικής ταυτότητας: από την έκφραση του γονιδίου στη νευροδιαμόρφωση. Journal of Neuroscience, 26 (41) 10362-10367.