Как възбуждането се разпространява по нервното влакно Първо, нека анализираме случая
Как се разпространява възбуждането по нервното влакно? Нека първо разгледаме случая на немиелинизирано нервно влакно. Фигура 8 показва диаграма на нервно влакно. Възбуденият участък на аксона се характеризира с факта, че мембраната, обърната към аксоплазмата, е положително заредена спрямо извънклетъчната среда. Невъзбудените (в покой) участъци от влакнестата мембрана са отрицателни вътре. Между
Между възбудените и невъзбудените участъци на мембраната възниква потенциална разлика и токът започва да тече. На фигурата това е отразено от токови линии, пресичащи мембраната от страната на аксоплазмата, изходящ ток, който деполяризира съседната невъзбудена част от влакното. Възбуждането се движи по влакното само в една посока (показано със стрелката) и не може да отиде в другата посока, тъй като след възбуждането на част от влакното в него възниква рефрактерност - зона на невъзбудимост. Вече знаем, че деполяризацията води до отваряне на волтаж-зависими натриеви канали и се развива потенциал за действие в съседната област на мембраната. Тогава натриевият канал се инактивира и затваря, което води до зоната на невъзбудимост на влакното. Тази последователност от събития се повтаря за всеки съседен участък от влакна. За всяко такова възбуждане се отделя определено време. Специални изследвания показват, че скоростта на възбуждане на немиелинизираните влакна е пропорционална на техния диаметър: колкото по-голям е диаметърът, толкова по-висока е скоростта на импулсите. Например, немиелинизираните влакна, провеждащи възбуждане със скорост 100 - 120 m/s, трябва да имат диаметър около 1000 микрона (1 mm).
При бозайниците природата е запазила немиелинизирани само тези възбуди за болка, температура, бавен контролпикочните влакна, които провеждат органи - пикочен мехур, черва и др. Почти всички нервни влакна в централната нервна система на човека имат миелинова обвивка. Фигура 9 показва, че ако преминаването на възбуждането се запише по влакното, покрито с миелин, тогава потенциалът за действие възниква само в възлите на Ranvier. Оказва се, че миелинът, като добър електрически изолатор, не позволява излизането на токови линии от предишната възбудена зона. Изходът на ток в този случай е възможен само през онези участъци от мембраната, които се намират на кръстовището между две секции на миелина. Спомнете си, че всяко място се формира само от една клетка, така че това са връзките между две клетки, които образуват съседни участъци от миелиновата обвивка. Мембраната на аксона между две съседни миелинови обвивки не е покрита с миелин (т.нар. интерсепт на Ранвие). Благодарение на такова устройство влакнеста мембрана се възбужда само в точките на прихващанията на Ранвие. В резултат на това потенциалът за действие (възбуждане) изглежда прескача участъци от изолираната мембрана. С други думи, вълнението се движи на скокове от прихващане към прихващане. Подобно е на онези вълшебни ботуши, които котката обула в известната приказка, мигновено пренесена от едно място на друго.
Как се предава възбуждането от един неврон на друг или от неврон, например, на мускулно влакно? Този проблем интересува не само професионалните невробиолози, но и лекарите, особено фармаколозите. Познаването на биологичните механизми е необходимо за лечението на определени заболявания, както и за създаването на нови лекарства и лекарства. Факт е, че едно от основните места, където тези вещества влияят на човешкото тяло, са местата, където възбуждането се прехвърля от един неврон къмдруга (или върху друга клетка, например клетка на сърдечния мускул, стени на кръвоносни съдове и др.). Процесът на аксон на неврон отива към друг неврон и образува контакт върху него, който се нарича синапс (в превод от гръцки - контакт; виж фиг. 1). Синапсът е този, който пази много от тайните на мозъка. Нарушаването на този контакт, например от вещества, които блокират работата му, води до тежки последици за човек. Това е мястото на действие на лекарството. Примери ще бъдат дадени по-долу, но сега нека да разгледаме как е подреден синапсът и как работи.
Трудностите на това изследване се определят от факта, че самият синапс е много малък (диаметърът му е не повече от 1 микрон). Един неврон получава такива контакти, като правило, от няколко хиляди (3-10 хиляди) други неврони. Всеки синапс е сигурно затворен от специални глиални клетки, така че е много трудно да се изследва. На фиг. 10 показва диаграма на синапс, както си го представя съвременната наука. Въпреки своята миниатюрност, тя е много сложна. Един от основните му компоненти са везикулите, които се намират вътре в синапса. Тези везикули съдържат биологично много активно вещество, наречено невротрансмитер или медиатор (предавател).
