Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Нейроны передача электрических сигналов

    Большое распространение в природе имеют аминоспирт холин и его сложный эфир ацетилхолин 6.3. Последнее вещество является важнейшим метаболитом животных, обеспечивающим деятельность нервной системы. Он образуется в окончаниях нервных клеток, называемых холинэргическими нейронами, и функционирует как медиатор нервного возбуждения. Так называют вещества, выделение которых в нервных окончаниях вызывает передачу электрического сигнала на соседний нейрон или на мышцу и другой иннервируемый орган. В основном, ацетилхолин участвует в передаче сигнала от спинного или головного мозга скелетным мышцам, тем самым обеспечивая произвольные движения тела. Кроме того, он причастен к некоторым непроизвольным мышечным реакциям понижает кровяное давление, замедляет сердечный ритм, интенсифицирует работу желудочно-кишечного тракта. [c.429]


    Эти клетки обладают еще одной интересной особенностью — они электрически связаны друг с другом. С помощью внутриклеточных микроэлектродов было показано, что коэффициент сопряжения между соседними клетками может достигать 0,8 (это означает, что при передаче электрического сигнала из одной клетки в другую его амплитуда снижается лишь на 20%). Благодаря такой особенности потенциалы действия, возникающие в каком-либо участке слюнной железы, быстро распространяются на другие участки это ведет к быстрому вовлечению в активность всех железистых клеток и к синхронизации их работы. Одновременная активация правой и левой половин железы достигается благодаря электрическому сопряжению между парными нейронами 4. [c.29]

    В некотором смысле практически каждый нейрон ведет себя как хеморецептор в ответ на химическую стимуляцию в синапсах он генерирует электрический сигнал. Как мы уже видели, факторы химической природы воздействуют на мембранные ионные каналы, изменяя их проницаемость и тем самым вызывая сдвиг мембранного потенциала (постсинаптический потенциал). Этот электрический эффект может плавно изменяться в соответствии с интенсивностью стимула. Для передачи сигналов на большие расстояния величина электрического сигнала на входе нейрона кодируется частотой импульсного разряда на выходе. Обычно клетка способна адаптироваться, ослабляя ответ на постоянный стимул, и в то же время генерировать сильный выходной сигнал при изменении силы раздражителя. [c.119]

    Для описания явлений, связанных с вызванными магнитными полями, использование такого понятия, как токовый диполь, оказалось очень плодотворным. Это связано с самим характером процесса передачи сигнала в головной мозг. При поступлении импульсов от внешних рецепторов в разных участках мозга срабатывают сосредоточенные группы нейронов, порождающие электрический и магнитный сигналы. Обычно последовательно возбуждаются несколько нейронных станций , вызывающих наряду с импульсами-спайками и сравнительно медленно меняющиеся (градуальные) потенциалы и токи в объеме мозга. В результате на поверхности можно зарегистрировать вызванный сигнал, представляющий собой колебание потенциала (в случае ВЭП) или магнитного поля (ВМП) в виде затухающей волны с рядом максимумов и минимумов (рис. 43). Каждый из пиков ВЭП и ВМП соответствует срабатыванию отдельной группы нейронов и, вообще говоря, имеет различное пространственное распределение, так как источники разных пиков по-разному расположены в мозге. Некоторые из них удается с высокой точностью описать моделью токового диполя. [c.154]


    Таким образом, потенциал действия можно описать как поток положительно заряженных ионов натрия, проникающих через мембрану внутрь нейрона и движущихся вдоль аксона. Главное преимущество электрического пути проведения импульса состоит в том, что сигнал распространяется на большие расстояния быстро и без затухания. Достигая окончания аксона, волна деполяризации вызывает выброс молекул медиатора из синаптических пузырьков, и механизм передачи нервного импульса опять приобретает тонкую химическую природу. Нейрон быстро восстанавливает электрохимическое равновесие и возвращается к состоянию с отрицательным потенциалом внутри клетки до следующего сигнала. Таким образом, чрезвычайно малая продолжительность синаптического сопряжения между соседними нейронами позволяет передавать через си- [c.460]

    Важная проблема, которая стоит перед всеми электрическими рыбами,— проблема синхронизации, т. е. проблема вызова одновременного возбуждения всех клеток, образующих электрический орган. Она решается прежде всего с помощью ЭС. Нейроны разных уровней, управляющие электрическим органом, связаны между собой ЭС и поэтому разряжаются практически одновременно, У электрических рыб обнаружены рефлекторные цепи, которые ведут к возбуждению электрического органа в этих цепях осуществляется последовательная передача сигналов между тремя типами нейронов, причем сигналы передаются только через ЭС. Однако одновременного возбуждения нейронов, действующих на клетки электрического органа, еще не достаточно для одновременного возбуждения самих этих клеток, так как сотни и тысячи клеток столбиков расположены на разных расстояниях от нейронов. Аксоны этих нейронов имеют разную скорость проведения к более удаленным клеткам сигнал идет с большей скоростью. [c.251]

    Обычно потенциалы действия возникают у основания аксона и затем передаются по всей его длине Для того чтобы попять механизм этой передачи, полезно вначале рассмотреть, как распространяется электрическое возбуждение по нервной клетке в отсутствие потенциалов действия. Как уже говорилось, такое пассивное распространение - явление весьма обычное, особенно в нейронах, у которых аксоны очень коротки или их нет совсем. Такие клетки часто не имеют или почти не имеют потенциал-зависимых Ка -каналов и для передачи сигнала используют только пассивное распространение, связанное с плавно изменяющимися локальными потенциалами. [c.295]

    Самый простой способ передачи сигнала от нейрона к нейрон - это прямое электрическое сопряжение через щелевые контакты. Главное преимущество таких электрических синапсов состоит в том. что сигналы передаются без задержки. С другой стороны, эти синапсы гораздо меньще приспособлены для регулирования и адаптации, чем химические синапсы, с помощью которых осуществляется большинство связей между нейронами. Электрическая связь через щелевые контакты была рассмотрена в гл. 14 (разд. 14.1.5-14.1.8), здесь же речь пойдет только о химических синапсах. [c.304]

    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]

    Эндокринные и нервные клетки специально предназначены для химической сигнализации, они совместно координируют различного рода активность миллиардов клеток, составляющих тело высшего животного. Нервные клетки передают информацию намного быстрее эндокринных, так как для передачи сигнала на большие расстояния они не нуждаются в диффузии и кровотоке сигнал быстро передается по нервному волокну электрическими импульсами. Только в нервных окончаниях, где высвобождается нейромедиатор, эти импульсы преобразуются в химические сигналы. Нейромедиатор достигает клетки-мишени путем диффузии на микроскопически малое расстояние, что занимает меньше миллисекунды (рис. 13-2). В то время как гормоны в кровотоке очень сильно разбавляются и должны быть способны действовать в чрезвычайно низких концентрациях (обычно <10 М), разбавление нейромедиаторов незначительно, и их концентрация у определенных участков клеток-мишеней может быть велика. Например, концентрация нейромедиатора ацетилхолина в синаптической щели нервно-мышечного соединения может достигать около 5- М. Однако в других отношениях механизмы химической сигнализации с помощью гормонов и нейромедиаторов в общих чертах сходны, и многие сигнальные молекулы, используемые эндокринными клетками, используются также и нервными клетками (нейронами). [c.246]


    Позвольте мне проиллюстрировать этот тезис. Истинная функция нейрона — передача сигналов. Однако мы увидим (гл. 5), что в нервной системе существуют только два типа сигналов электрические и химические. Важно отметить, что сам сигнал содержит очень мало информации. Его специфичность зависит от мест возникновения и приема, т. е. от клеток органов, между которыми он передается. Так, например, причина того, что мы слышим, а не видим звук, кроется не в электрическом или химическом коде нервного импульса, а в том, что зрительная кора затылочной доли головного мозга соединена с нейронами сетчатки, а не уха. При электрическом или механическом, а не оптическом воздействии на сетчатку мы также будем видеть . Любой, у кого искры из глаз сыпались после сильного удара, может подтвердить это. Следовательно, качественно информация, передаваемая нейроном, зависит исключительно от специфичности его соединения, и только количественная характеристика содержится, по-видимому, в самом сигнале сильный стимулятор посылает больше нервных импульсов от рецептора к воспринимающему органу, чем слабый. Опять же нервные импульсы, скажем, оптической или акустической области нашей нервной системы практически неотличимы от нервных импульсов в совершенно других системах, например у более примитивных форм жизни. Сами по себе эти импульсы очень мало информативны даже для узкого специалиста. Таким образом, нейрохимик, изучающий биохимию нейронов, может выяснить только механизм возникновения и передачи сигналов, специфическое содержание (смысл) сигналов недоступно его методам. Он может изучать общие молекулярные реакции, лежащие в основе обработки сигналов, но не результаты этой обработки, т. е. информацию . [c.8]

    ЭТИХ сигналов, природа их во всех случаях одинакова и состоит в изменении электрического потенциала на плазматической мембране нейрона. Передача сигналов основана на том, что электрическое возмущение, возникшее в одном участке клетки, распространяется на другие участки. Если нет дополнительного усиления, эти возмущения затухают по мере удаления от их источникоа На коротких расстояниях затухание незначительно, и многие нейроны проводят сигналы пассивно, без усиления. Однако для дальней связи такого пассивного распространения сигнала недостаточно. Поэтому у нейронов с длинными отростками в ходе эволюции выработался активный сигнальный механизм, представляющий собой одно из самых удивительных и характерных свойств нейрона. Электрический стимул, сила которого превышает определенную пороговую величину, вызывает взрыв электрической активности, распространяющийся с большой скоростью вдоль плазматической мембраны нейрона. Эту бе17щую волну возбуждения называют потенциалом действия или нервным импульсом. Потенциал действия передает информацию с одного конца нейрона на другой без затухания со скоростью до 1(Ю м/с, а в некоторых нейронах еще быстрее. [c.73]

Рис. 18-3. Схема типичного синапса. Элеггричесжий сигнал, приходящий в окончание аксона клетки А, приводит к высвобождению в синаптическую щель химическое го посредника (иейромеднатораХ который вызывает электрическое изменение в мембране деидрита клетки В. Широкая стрелка указывает направление передачи сигнала, Аксон одного нейрона, такого как изображенный на рис. 18-2, образует иногда тысячи выходных синаптических соединений с другими клетками. И наоборот, нейрон может принимать сигналы через тысячи входных синаптических соединений, находящихся на его дендритах и теле. Рис. 18-3. <a href="/info/1728596">Схема типичного</a> синапса. Элеггричесжий сигнал, <a href="/info/1436012">приходящий</a> в <a href="/info/96989">окончание аксона</a> клетки А, приводит к высвобождению в <a href="/info/103587">синаптическую щель</a> химическое го посредника (иейромеднатораХ который вызывает <a href="/info/808847">электрическое изменение</a> в мембране деидрита клетки В. Широкая стрелка указывает направление <a href="/info/292635">передачи сигнала</a>, Аксон одного нейрона, такого как изображенный на рис. 18-2, образует иногда тысячи выходных синаптических соединений с <a href="/info/1642075">другими клетками</a>. И наоборот, нейрон может принимать сигналы через тысячи входных синаптических соединений, находящихся на его дендритах и теле.
    Самый простой способ передачи сигнала от нейрона к нейрону-это прямое электрическое взаимодействие через щелевые контакты. Такие электрпескк сшишсы между нейронами встречаются в некоторых участках нервной системы у многих животных, в том числе и у позвоночных. Главное преимущество электрических синапсов состоит в том, что сигнал передается без задержки. С другой стороны, эти синапсы не приспособлены к выполнению некоторых функций и не могут так тонко регулироваться, как химические синапсы, через которые осуществляется большинство связей между нейронами. Электрическая связь через щелевые контакты была рассмотрена в главе [c.93]

    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]

    Любой сигнал, получаемый нервной системой, должен прежде всего превратиться в электрический. Превращение сигнала одного вида в другой называется преобразованием, поэтому все сенсорные клеткн-нреобразователя. В более общем смысле почти каждый нейрон является преобразователем получая в синапсах химические сигналы, он преобразует их в электрические. Хотя одни сенсорные клетки реагируют на свет, другие на температуру, третьи на определенные химические вещества, четвертые на механическую силу или перемещение и т.д., во всех этих клетках преобразование основано на ряде основных принципов, которые уже рассматривались при обсуждении синаптической передачи с помощью нейромедиаторов. В некоторых органах чувств преобразователь составляет часть сенсорного нейрона, проводящего импульсы, а в других это часть сенсорной клетки, специально приспособленной для преобразования сигнала, но не участвующей в осуществлении дальней связи такая клетка передает свои сигналы связанному с нею нейрон) через синапс (рис. 19-44). Но в обоих случаях воздействие внешнего стимула вызывает в клетке-преобразователе электрический сдвиг, называемый рецепторным потенциалом, который аналогичен постсинаптическому потенциалу и тоже в конечном счете служит для регуляции высвобождения нейромедиатора из другой части клетки. [c.337]

    Как уже отмечалось, примерно 50% мотонейронов зародыша погибает вскоре после образования синаптических контактов с мышечными клетками. Такую гибель лишних нейронов можно предотвратить, блокировав нервно-мышечную передачу (например, а-бунгаротоксином), или, наоборот, усилить, подвергнув мышцу прямой электрической стимуляции. Это позволяет предполагать, что электрическая активность мышцы регулирует образование в мышце нейротропного фактора, необходимого для выживания эмбриональных мотонейронов. Этот фактор, возможно, идентичен тому фактору, который, как полагают, вызывает рост аксонных окончаний по направлению к денервированной мышце. Когда мышца бездействует в результате блокирования синаптической передачи или из-за отсутствия иннервирующих аксонов, этот фактор образуется в больших количествах как сигнал о том, что клетка нуждается в иннервации. Электрическая активация мышцы под действием искусственных стимулов или в результате спонтанного возбуждения иннервирующих ее мотонейронов подавляет образование фактора, и часть незрелых мотонейронов зародыша гибнет в конкуренции за его оставшиеся малые количества. [c.367]

    В гл.7 уже упоминалось разделение синапсзав на химические, электрические и смешанные. Чем вьппе степень эволюционной организации нервной системы, тем разнообразиее природа химических синапсов. Особенно это касается головного мозга высших млекопитающих, включая человека. Очевидно, химические синапсы оказались эволюционно более выгодными для передачи дискретных сигналов по сравнению с другими типами межклеточных контактов, поскольку на их основе возможна не только передача сигнала, но и его разнообразная модуляция, в том числе гуморальными факторами. Основой восприятия нейроном химического сигнала в синапсе, а также ряда модулирующих влияний являются рецепторы. [c.255]


Смотреть страницы где упоминается термин Нейроны передача электрических сигналов: [c.27]    [c.25]    [c.275]    [c.341]    [c.637]    [c.6]   
Молекулярная биология клетки Том5 (1987) -- [ c.71 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Передача электрическая

Сигнал

Сигнал электрический



© 2025 chem21.info Реклама на сайте