HVAD ER CELLULÆR EXCITABILITET? - BIOLOGI - 2025

Den ophidselse er en egenskab af celler, der giver dem mulighed for at reagere på stimulering af hurtige ændringer i membranpotentialet. Disse produceres ved strømmen af ​​ioner over plasmamembranen.

Udtrykket "cellulær excitabilitet" er ofte forbundet med de celler, der udgør nervesystemet, kaldet neuroner. Der er imidlertid nylige beviser, der viser excitabilitet i astrocytter, takket være ændringer i cytosolen med hensyn til calciumionkoncentrationer.

Kilde: pixabay.com

Takket være den aktive transport og de biologiske membraners permeabilitet har de et bioelektrisk potentiale. Denne egenskab definerer cellernes elektriske excitabilitet.

Historisk perspektiv

De første modeller, der hævdede at integrere ionenes rolle og genereringen af ​​elektriske signaler i kroppen, argumenterede for, at neuroner svarede til et rør, gennem hvilket stoffer løb, der oppustede eller deflaterede muskelvæv.

I 1662 anvendte Descartes principper for hydraulik til at beskrive en potentiel model for nervesystemets funktion. Senere, med bidrag fra Galvani, blev det konkluderet, at elektricitet var i stand til at begejse musklerne og producere sammentrækninger.

Alessandro Volta var imod disse ideer og argumenterede for, at tilstedeværelsen af ​​elektricitet ikke skyldtes stoffer, men af ​​de metaller, som Galvani brugte i sit eksperiment. For Volta måtte elektricitet påføres muskler, og hans vidnesbyrd formåede at overbevise datidens akademikere.

Det tog mange år at bevise Galvinis teori, hvor muskler var kilden til elektricitet. I 1849 blev der skabt en anordning med en følsomhed, der var nødvendig for at kvantificere dannelsen af ​​elektriske strømme i muskler og nerver.

Spændende celler

Traditionelt defineres en exciterbar celle som en enhed, der er i stand til at udbrede et handlingspotentiale, efterfulgt af en mekanisme - enten kemisk eller elektrisk - til stimulering. Flere typer celler er exciterbare, hovedsageligt neuroner og muskelceller.

Spændbarhed er mere et generelt udtryk, fortolket som evnen eller evnen til at regulere bevægelsen af ​​ioner over cellemembranen uden behov for at udbrede et handlingspotentiale.

Hvad gør en celle begejstret?

En celles evne til at opnå ledning af elektriske signaler opnås ved at kombinere karakteristiske egenskaber for cellemembranen og tilstedeværelsen af ​​væsker med høje saltkoncentrationer og af forskellige ioner i det cellulære miljø.

Cellemembraner består af to lag lipider, der fungerer som en selektiv barriere for indtrængen af ​​forskellige molekyler i cellen. Blandt disse molekyler er ioner.

Inde i membranerne er indlejrede molekyler, der fungerer som regulatorer for passage af molekyler. Ioner har pumper og proteinkanaler, som formidler indtræden og udgangen til det cellulære miljø.

Pumpene er ansvarlige for den selektive bevægelse af ionerne og etablerer og opretholder en koncentrationsgradient, der er passende til den fysiologiske tilstand af cellen.

Resultatet af tilstedeværelsen af ​​ubalancerede ladninger på begge sider af membranen kaldes en iongradient og resulterer i et membranpotentiale - som kvantificeres i volt.

De vigtigste ioner, der er involveret i den elektrokemiske gradient af neuronmembranerne, er natrium (Na ⁺), kalium (K ⁺), calcium (Ca ²⁺) og klor (Cl ^-).

Spændbarhed i neuroner

Hvad er neuroner?

Neuroner er nerveceller, der er ansvarlige for behandling og transmission af kemiske og elektriske signaler.

De opretter forbindelser mellem dem, kaldet synapser. Strukturelt har de en cellelegeme, en lang proces kaldet akson og korte processer, der starter fra somaen kaldet dendritter.

Neural excitability

De elektriske egenskaber ved neuroner, inklusive pumper, danner "hjertet" af neuronal excitabilitet. Dette omsættes til evnen til at udvikle nerveledelse og kommunikation mellem celler.

Med andre ord er en neuron "begejstret" takket være dens egenskab ved at ændre sit elektriske potentiale og transmittere det.

Neuroner er celler med flere særlige egenskaber. Den første er, at de er polariserede. Med andre ord er der en ubalance mellem gentagelsen af ​​ladningerne, hvis vi sammenligner det udvendige og det indre af cellen.

Variationen af ​​dette potentiale over tid kaldes handlingspotentialet. Ikke bare nogen stimulus er i stand til at provokere neurale aktiviteter, den skal have et "minimumsmængde", der overskrider en grænse kaldet excitationstærsklen - efter alt eller intet-regel.

Hvis tærsklen nås, finder den potentielle respons sted. Dernæst oplever neuronet en periode, hvor den ikke er spændende, såsom en ildfast periode.

Dette har en bestemt varighed og går over til hyperpolarisering, hvor det delvis er exciterbart. I dette tilfælde har du brug for en mere kraftfuld stimulans end den foregående.

Spændbarhed i astrocytter

Hvad er astrocytter?

Astrocytter er adskillige celler, der stammer fra neuroektodermal afstamning. Også kaldet astroglia, da de er de mest talrige gliaceller. De deltager i et stort antal funktioner relateret til nervesystemet.

Navnet på denne type celle stammer fra dets stjerneklare udseende. De er direkte forbundet med neuroner og resten af ​​kroppen, hvilket skaber en grænse mellem nervesystemet og resten af ​​kroppen gennem spalteforbindelserne.

Astrocytisk excitabilitet

Historisk troede man, at astrocytter simpelthen fungerede som et understøttelsesstadium for neuroner, hvor sidstnævnte var dem, der har den eneste førende rolle i orkestrering af nerveaktioner. Takket være nye beviser er dette perspektiv blevet omformuleret.

Disse gliaceller er i et intimt forhold til mange af hjernens funktioner, og hvordan hjernen reagerer på aktivitet. Ud over at deltage i moduleringen af ​​disse begivenheder.

Der er således excitabilitet i astrocytter, der er baseret på variationer af calciumion i cytosol i den pågældende celle.

På denne måde kan astrocytter aktivere deres glutamatergiske receptorer og reagere på signalerne udsendt af neuroner, der er placeret i et nærliggende område.

Referencer

1. Chicharro, JL, & Vaquero, AF (2006). Træningsfysiologi. Panamerican Medical Ed.
2. Cuenca, EM (2006). Grundlæggende om fysiologi. Redaktionel Paraninfo.
3. Parpura, V., & Verkhratsky, A. (2012). Astrocyttens excitabilitetskort: fra receptorer til gliotransmission. Neurochemistry international, 61 (4), 610-621.
4. Pris, DJ, Jarman, AP, Mason, JO, & Kind, PC (2017). Bygning af hjerner: en introduktion til neurologisk udvikling. John Wiley & sønner.
5. Schulz, DJ, Baines, RA, Hempel, CM, Li, L., Liss, B., & Misonou, H. (2006). Cellulær excitabilitet og regulering af funktionel neuronal identitet: fra genekspression til neuromodulation. Journal of Neuroscience, 26 (41) 10362-10367.