Гигантский нейрон кальмара

Как показали три простых наблюдения, для синаптической передачи необходим приток ионов кальция в окончание аксона. Во-первых, если в момент прибытия нервного импульса во внеклеточной среде вокруг окончания аксона эти ионы отсутствуют, то медиатор не высвобождается и передачи сигнала не происходит. Во-вторых, если через микропипетку искусственно ввести Са в цитоплазму нервного окончания, выход нейромедиатора происходит тотчас даже без электрической стимуляции аксона (это трудно осуществить на нервно-мышечном соединении из-за малых размеров окончания аксона, поэтому такой эксперимент был проведен на синапсе между гигантскими нейронами кальмара) В-третьих, искусственная деполяризация окончания аксона (тоже в синапсе между гигантскими нейронами) без нервного импульса и в условиях блокады натриевых и калиевых каналов специфическими токсинами [c.306]

Аксон - наиболее хорошо изученная часть нейрона. Это объясняется удобством экспериментирования на гигантском аксоне кальмара, дости- [c.126]

Рис. 1S-10. Схема приспособления для изучения зависимости между мембранным оотенциалом и током, проходящим через клеточную мембрану. Стрелки указывают направлевие тока. Чаще всего используются внутриклеточные электроды, изготовленные из тонкой стеклянной трубочки, кончик которой оттянут до диаметра в несколько долей микрометра и которая заполнена проводящим раствором электролита, например КС1. Когда электрод вводят в клетку, то мембрана плотно прилипает к стеклу электрода так, что внутренность электрода соединяется с внутренностью клетки, но изолируется от наружной жидкости. Недостаток этого метода состоит в том, что у сильно вытянутых клеток потенциал, и> меренный на кончике электрода, может отличаться от потенциала в отдаленных частях клетки. Прн работе с некоторыми очень крупными клетками, такими как гигантский нейрон кальмара, эта проблема решается путем использования внутриклеточных электродов в виде тонких металлических проволочек, тянущихся по всей длине аксона.

Плотность расположения нейронов в мозгу настолько высока, что экспериментировать на отдельных мозговых синапсах чрезвычайно трудно. Поэтому функции синапса были детально изучены главным образом на соединениях между нервом и скелетной мышцей лягушки и, в меньшей степени, на синапсах между гигантскими нейронами кальмара и других моллюсков. [c.305]

При изучении механизмов возникновения потенциала действия в нейронах (а также в других клетках) мы будем отталкиваться от нескольких общепризнанных фактов. Прежде всего процессы, приводящие к генерации нервного импульса, разыгрываются на мембране и заключаются в кратковременных изменениях мембранного потенциала. Идеи о том, что потенциал действия возникает именно на мембране, высказывались уже в XIX веке. Они были подтверждены в изящных опытах на гигантских аксонах кальмара проведение импульсов в этих аксонах сохранялось даже после выдавливания из них аксо-плазмы. [c.152]

Изучение механизма возникновения клеточных биопотенциалов стало возможным прежде всего благодаря применению методов клеточной электрофизиологии, в развитии которых важную роль сыграли, во-первых, разработка техники микроэлектродных отведений, во-вторых, создание специальных усилителей биопотенциалов, обладающих высоким входным сопротивлением (до 10 Ом), малой постоянной времени (от 10 мс) и высокой чувствительностью (токи от 10" А) и, наконец, в-третьих, выбор удачных объектов исследования, начиная от гигантского аксона кальмара и гигантских нейронов пресноводных моллюсков и кончая разнообразными модельными мембранами. [c.147]

Электрохимический механизм потенциалов действия был впервые установлен в 40-50-х годах нашего века. В то время еще не были разработаны методы изучения электрических явлений в небольших одиночных клетках, и поэтому эксперименты можно было проводить только на гигантской клетке, а точнее на ее части - гигантском аксоне кальмара (рис. 19-10). Последующие работы показали, что нейроны большинства животных проводят потенциалы действия таким же образом. На схеме 19-2 представлены некоторые из ключевых основополагающих экспериментов. Несмотря на значительные технические усовершенствования, сделанные с тех пор, логика первоначальных исследований продолжает служить моделью для современных работ. Решающим моментом стало понимание того, что проницаемость мембраны для Ыа" и К" изменяется при изменении мембранного потенциала, иными словами, в мембране имеются натриевые и калиевые каналы, зависимые от потенциала. Метод фиксации потенциала (рис. 19-11) дал возможность подробно изучить закономерности открытия и закрытия этих каналов при изменении мембранного потенциала и показал, что потенциал действия-прямое следствие этих закономерностей. [c.298]

В заключение рассмотрим необычный пример — головоногого моллюска. Характерные приспособительные признаки осьминога < рис. 2.11)—потеря раковины, появление длинных щупалец е области головы, а также развитие мантийного мышечного сифона для накачивания воды. Как и у других моллюсков, центральная нервная система расположена вокруг пищевода. Ганглии сильно увеличены и, слившись, образуют настоящий мозг (рис. 2.12). Из органов чувств самого высокого уровня развития достигают глаза, и соответственно зрительные ганглии превращаются в сложные.зрительные доли мозга, которые становятся -самыми крупными его отделами. Нейроны зрительной доли дифференцируются на ряд форм, сильно отличающихся от обычных униполярных нейронов, характерных для беспозвоночных (см. гл. 17). В отличие от брюхоногих моллюсков головоногие — это активные, стремительные животные. Механизм движения их заключается в выбрасывании воды через сифон по принципу ре-.активного движения, что ставит моллюсков в ряд самых быстрых морских животных как при нападении, так и при избегании опасности. Бегству способствует система гигантских волокон, особенно хорошо развитая у кальмара. Кальмар дал нейрофизиологам возможность экспериментировать на гигантском аксоне, что очень важно для изучения нервного импульса. [c.53]

Два простых наблюдения показывают, что для синаптической передачи необходим приток нонов Са в окончание аксона. Во-первых, если во внеклеточной среде Са отсутствует, медиатор не высвобождается и передачи сигнала не происходит. Во-вторлх, если искусственно ввести Са в цитоплазму нервного окончания при помощи микропипетки, выход нейромедиатора происходит даже без электрической стимуляции аксона, рто трудно осуществить на нервно-мышечном соединении из-за малых размеров окончани аксона поэтому такой эксперимент был проведен на синапсе между гигантскими нейронами кальмара.) Эти наблюдения позволили воссоздать последо вательность событий, происходящих в окончании аксона, которая описана ниже. [c.96]

Без использования гигантского аксона кальмара наше понимание генерации потенциала действия не продвинулось бы так вперед (рис. 12.1) [1, 2]. Аналогично, нейромышечное соединение (рис. 12.2)—это классическая экспериментальная модель синаптической передачи [1, 2]. Простые нервные системы пиявки (Hirudo) и морского моллюска (Aplysia) (рис. 12.3)—ценные модели изучения физиологии поведения 3] (гл. 11). При изучении поведения этих животных, например способности плавать у пиявки и рефлекса втягивания жабры у Aplysia, удалось идентифицировать нейроны, обусловливающие [c.352]

Все эти методы вместе с традиционными биохимическими методами измерения потоков радиоактивного Са + в согласии друг с другом показывают, что концентрации свободного ионизированного Са в нервных клетках чрезвычайно низки. Они находятся в интервале от 10 до 10 М. Сопоставьте это Ю " М для суммарного содержания Са + в аксоплазме гигантского аксона кальмара (и около 10 М для морской воды). Таким образом, большая часть Са в нейроне (равно как и в любой другой клетке тела) находится в связанной форме, и только очень малая часть — в свободном ионизированном состоянии в цитозоле. Это один из ключей к пониманию функций Са, поскольку это означает, что клетка может использовать малые изменения локальной концентрации Са +, чтобы вызвать значительные эффекты. Зто основа той критической роли, которую Са + играет в таких разных функциях, как секреция, течение аксоплазмы, подвижность, сокращение, ферментативные реакции и проницаемость мембраны. Указанные функции и ряд других представлены на рис. 9.5. [c.212]

В экспериментальных условиях возникновение и проведение нервного импульса можно наблюдать в аксоне, лишенном тела нейрона. Например, нерв лягушки проводит импульсы более недели после отделения от клеток. Даже если из аксона удалить аксоплазму и заменить ее солевым раствором, то оставшаяся мембранная трубочка сохраняет способность к возбуждению и проведению импульса. Именно с применением таких трубочек, изготовленных из гигантского аксона кальмара, впервые были изучены электрические характеристики и механизм нервного импульса. [c.533]

Среди моллюсков (тип Mollus a) наибольший интерес для биохимиков представляют головоногие — кальмары и осьминоги. У кальмара имеются нервные клетки (нейроны) с гигантским аксоном, изучение которого внесло большой вклад в развитие наших представлений о механизме проведения нервных импульсов. У осьминогов есть зачатки разумного -поведения, не свойственные другим беспозвоночным, нервные реакции которых полностью запрограммированы . Мозг некоторых брюхоногих моллюсков состоит всего из 10 нейронов отдельные из них необычайно велики. Мозг моллюсков является объектом интенсивного исследования, направленного на изучение его организации и механизма функционирования. [c.53]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология