Что такое аксоновая мембрана?

Типичная нервная клетка, также называемая нейроном, имеет четкие структурные и функциональные части. Его основная часть, называемая сома, генерирует электрический импульс. Этот сигнал проходит через длинное тонкое расширение, называемое его аксоном. Так же, как бытовой электрический провод должен быть покрыт внешней оболочкой изоляции, мембрана аксона выполняет функцию защитной оболочки для биоэлектрической передачи. Химически точная, здоровая мембрана необходима для полноценного функционирования человеческого мозга и нервной системы.

Одна микроскопическая аксоновая нить в теле человека может быть короткой, но она также может быть длиной 4,9 фута (1,5 метра) или более. На другом конце аксона электрический сигнал разряжается. Это может высвободить энергию для возбуждения другого нейрона, для сокращения мышц или для любого количества других функций организма, включая разумное мышление. В случае передачи сигнала другому нейрону тело реципиентной клетки имеет небольшие и короткие выступы, называемые дендритами. От аксона до дендритов сигнал проходит через крошечный промежуток между ними, называемый синапсом.

Нервные клетки имеют только один аксон, а его электрический сигнал течет только в одном направлении. Однако аксон может многократно расщепляться и разветвляться на множество концевых концов. Это особенно важно в мозге, где один электрический импульс может стимулировать множество других нейронов. Результирующий каскад разветвления терминальных концов может исчисляться тысячами. Кроме того, соединения представляют собой «пассивные» синапсы, в которых дендриты других нервов фиксируются на самом стержне аксона, а не на его концевых концах.

Структура и химические свойства аксонной мембраны - это то, что позволяет ей содержать электрический заряд, заставлять его течь в одном направлении и передавать сигнал другим клеткам тела. По большей части, для большинства типов нервных клеток, аксон изолирован в защитной оболочке, называемой миелином. Этот слой аксонной мембраны сжимается через равные промежутки времени, называемые «узлами Ранвье». Эти промежутки без миелина эффективно усиливают входящий электрический сигнал, заставляя его быстро проходить в одном направлении. Сигнал не является единственной непрерывной волной; он пульсирует внутри аксона от узла к узлу.

Известно, что целостность и здоровье аксонной мембраны являются одним из ключей к изнурительным неврологическим заболеваниям, таким как рассеянный склероз (РС). MS вызывается демиелинизацией нервных аксонов. Другие расстройства включают временную травму миелиновой оболочки, называемую нейрапраксией, которая блокирует способность нерва проводить электричество и, как правило, приводит к потере чувствительности или мышечному контролю в пораженной области.

Аксоновая мембрана обязательно должна содержать электрический заряд, чтобы предотвратить его выход. Тем не менее, это то, что, кажется, происходит на терминальных концах аксона. Ученые, изучающие молекулярную структуру мембраны и химический состав синапсов, теперь понимают, что передача сигнала на самом деле является химической. Электрическая энергия приводит к изменениям химических веществ, в частности натрия и калия, что позволяет им пересекать мембраны через специализированные полые белки, называемые ионными каналами.