Kroz Saltatorno provođenje pobude za kralježnjake osigurava se dovoljno velika brzina provođenja živčanih trakta. Akcijski potencijali skaču s jednog neizoliranog prstena na drugi na izoliranim aksonama. Kod demijelinizirajućih bolesti, izolirajući mijelin se razgrađuje, što remeti provođenje ekscitacije.
Što je saltatorno provođenje pobude?
Saltatorno provođenje pobude je oblik živčane vodljivosti. U organizmu kralježnjaka, živčana vlakna električno su izolirana iz svog okruženja mijelinskim omotačem i na taj način preuzimaju funkciju obloženog kabela. Pobuđenje živčanih vlakana događa se pri prekidima ovog izolacijskog sloja, koji su također poznati kao vezanje prstenova ili čvorova.
Mnoga živčana vlakna kralježnjaka tankog su oblika. Tanki aksoni imaju manju brzinu provođenja od jakih živčanih putova. Tako da je brzina provodnosti živaca unatoč maloj snazi dovoljna, provođenje pobude kralježnjaka izgrađeno je saltatorno i koristi biokemijske i bioelektrične procese za prijenos akcijskih potencijala.
Akcijski potencijal u ovoj vrsti provođenja skače s jednog prstena na drugi i ostavlja izolirane dijelove aksona. S ovim principom, veća brzina provođenja postiže se natrijskim crpkama ovisnim o naponu i bioelektričnim biokemijskim procesima.
Funkcija i zadatak
U perifernom živčanom sustavu, Schwannove stanice formiraju mijelin koji okružuje živce. Oligodendrociti preuzimaju ovaj zadatak u središnjem živčanom sustavu. Aksoni u oba sustava obloženi su mijelinom, koji ima električno izolirajuće djelovanje. Izolacija aksona prekida se na udaljenosti između 0,2 i 1,5 milimetara. Ovi prekidi također su poznati i kao čvorovi ili Ranvier vezni prstenovi. Suprotno tome, dijelovi obloženi mijelinom nazivaju se internodi i osiguravaju smanjenu konstantnu membranu u vremenu, što osigurava brzinu provođenja od 100 metara u sekundi. Također postoje i natrijski + ovisni natrijski kanali u veznim prstenima bez obloga.
Sve dok akson nije pobuđen, u njegovom čvoru i duž njegove internodije prevladava takozvani potencijal odmora. Između unutarćelijskog prostora i vanćelijskog prostora aksona postoji razlika u potencijalu s potencijalom mirovanja. Kad se stvori akcijski potencijal na prvom kablu linije uzbuđenja, koji depolarizira membranu iznad svog praga potencijala, Na + kanali ovisni o naponu otvaraju se. Zbog elektrokemijskih svojstava Na + ioni tada teče iz izvanstaničnog prostora u unutarćelijski prostor.
Plazma membrana se depolarizira na nivou konusnog prstena i membranski kondenzator se napuni unutar 0,1 ms. U području čipkanog prstena postoji unutarstanični višak nosača pozitivnog naboja u usporedbi s okolinom, jer u njega ulaze natrijevi ioni. Stvara se električno polje. Ovo polje stvara potencijalnu razliku duž aksona i ima utjecaj na nabijene dijelove u najbližoj udaljenosti.
Negativno nabijene čestice na sljedećem prstenu privlače se viškom pozitivnog naboja u prvom prstenu. Pozitivno nabijene čestice između prvog i drugog steznog prstena kreću se prema drugom čvoru. Ovi pomaci naboja pozitivno utječu na membranski potencijal drugog konusnog prstena, iako ga ioni nisu dostigli. Na taj način pobuda skače iz prstena u prsten i zadržava svojstvo dovoljno depolariziranja membrane sljedećih prstenova.
Bolesti i bolesti
Demijelinizirajuće bolesti razgrađuju mijelinske ovojnice oko živčanih vlakana. Ovi mijelinski omotači preduvjet su saltatornom provođenju pobuđenja. Bez mijelinske ovojnice dolazi do velikih gubitaka struje u internodiji. Stoga su potrebna veća pobuđenja kako bi aksoni mogli depolarizirati sljedeće prstenaste vrpce putem akcijskog potencijala.
U pravilu je akcijski potencijal koji se prenosi nakon gubitaka preniski da bi ga sljedeći čvor mogao prepoznati kao takav. Kao rezultat toga, čipkasti prsten ne prenosi uzbuđenje.
Fenomen demijelinizacije je također poznat kao demijelinizacija i pripada degenerativnim bolestima. Procesi vezani uz starosnu dob, kao i toksični i upalni procesi, mogu uništiti aksone i tako ugroziti saltatorijski prijenos akcijskih potencijala.
Manjak vitamina može biti povezan i s ovom pojavom. Premalo vitamina B6, posebno vitamina B12, povezano je s razgrađivanjem. Primjerice, takav nedostatak vitamina postoji kod alkoholizma. Demijelinizacija živčanog sustava može se dogoditi i u slučaju zlouporabe droga.
Najpoznatiji upalni uzrok promjene boje živaca je autoimuna bolest multiple skleroze. Vlastiti imunološki sustav uništava živčano tkivo u središnjem živčanom sustavu kao dio bolesti. Ostali uzroci demarkacije mogu biti dijabetes, lajmska bolest ili genetske bolesti. Genetske bolesti s demijelinizirajućim svojstvima uključuju, na primjer, Krabbeovu bolest, Pelizaeus-Merzbacherovu bolest i Déjérine-Sottas sindrom.
Simptomi koji nastaju demijelinizacijom živčanog tkiva ovise o mjestu žarišta demijelinizacije. Na primjer, u središnjem živčanom sustavu razgraničavanje može dovesti do oštećenja osjetilnih organa, prije svega do oštećenja očiju. Paraliza je također moguća u slučaju demijelinizacije u središnjem živčanom sustavu, budući da se tu nalaze motorni živčani trakti i njihovi kontrolni centri. U perifernom živčanom sustavu demijelinizacija živa je rjeđe povezana s paralizom. S druge strane, demijelinizacija perifernih aksona može dovesti do ukočenosti ili drugih senzornih poremećaja.
Dijagnoza demijelinizirajuće bolesti postavlja se pomoću tehnika slikanja poput magnetske rezonancije. MRI slike obično pokazuju bijele žarišta demijelinizacije kad se daje kontrastno sredstvo.
