Saltatorno provođenje pobude

Kroz Saltatorno provođenje pobude za kralježnjake osigurava se dovoljno velika brzina provođenja živčanih putova. Akcijski potencijali prelaze iz jednog neizoliranog prstena u drugi na izoliranim aksonama. Kod demijelinizirajućih bolesti, izolirajući mijelin se razgrađuje, što remeti provođenje ekscitacije.

Što je saltatorno provođenje pobude?

Saltatorno provođenje pobuđenja oblik je vodljivosti živaca. U organizmu kralježnjaka, živčana vlakna električno su izolirana iz svog okruženja mijelinskim omotačem i tako 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 provođenja 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. Ovim se principom postiže veća brzina provođenja pomoću natrijevih pumpi ovisnih o naponu i bioelektričnih biokemijskih procesa.

Funkcija i zadatak

U perifernom živčanom sustavu, Schwannove stanice formiraju mijelin koji oplakuje 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 su također poznati kao čvorovi ili Ranvier veze. Nasuprot 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. Kada se stvori akcijski potencijal na prvom konusu linije uzbude, koji depolarizira svoju membranu iznad graničnog potencijala, Na + kanali ovisni o naponu otvaraju se. Zbog elektrokemijskih svojstava Na + ioni tada teče iz izvanstaničnog prostora u unutarćelijski prostor.

Plazmatska membrana se depolarizira na nivou konusnog prstena, a membranski kondenzator se napuni unutar 0,1 ms. U području čipkanog prstena postoji unutarstanični višak nosača pozitivnog naboja u odnosu na okolinu zbog natrijevih iona koji su uletjeli unutra. 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 prstena za stezanje pomiču 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 mijelinskog omotača 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, akcijski potencijal koji se prenosi nakon gubitaka je preniski da bi ga sljedeći čvor mogao prepoznati kao takav. Kao rezultat toga, čipkasti prsten ne prenosi uzbuđenje.

Fenomen demijelinizacije poznat je i kao demijelinizacija i pripada degenerativnim bolestima. Procesi vezani uz dob, kao i toksični i upalni procesi, mogu označiti aksone i tako ugroziti saltatorijski prijenos akcijskih potencijala.

Manjak vitamina također se može povezati 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 demijelinizacijskim 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 demijelinizacija može dovesti do oštećenja senzornih organa, posebno do oštećenja očiju. Paraliza je također moguća u slučaju demijelinizacije u središnjem živčanom sustavu, jer 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 kada se daje kontrastno sredstvo.