Uzbudinājuma pārraide no šūnas uz šūnu - pat no nervu šūna uz nervu šūnu - notiek caur sinapses. Tie ir savienojumi starp divām nervu šūnām vai starp nervu šūna un citas audu šūnas, kas ir specializētas signāla pārraidei un uztveršanai. Vairumā gadījumu signāla pārraide notiek caur tā sauktajām kurjera vielām (neirotransmiteriem); tikai pārnešanas gadījumā no muskuļu šūnas uz muskuļu šūnu ierosmes pārnešana var notikt arī caur elektrisko potenciālu. Uzbudinājuma pārraidi sauc arī par “pārraidi”.
Kas ir ierosmes pārraide?
Uzbudinājuma pārraide no šūnas uz šūnu - pat no nervu šūna uz nervu šūnu - notiek caur sinapses. Milzīgajam šūnu skaitam cilvēka ķermenī jāspēj sazināties savā starpā vai saņemt norādījumus, lai izraisītu noteiktu organisma uzvedību, piemēram, muskuļus kontrakcijas. Šis daudzpusīgais process notiek ar diferencētas ierosmes pārraidi vai transdukciju. Lielākā daļa ierosmes pārraides tiek pārraidītas plkst sinapses aktivējot un atbrīvojot pārnēsātājvielas. Tādējādi šī pārraide un, ja nepieciešams, sadale darbības potenciāls vairākiem saņēmējiem parasti notiek ķīmiski, izmantojot ķīmiskas sinapses, kur kurjera vielas vai neirotransmiteri tiek pārnesti uz saņēmēja šūnu. Šajā procesā sinapses beigu pogām nav tieša kontakta ar mērķa šūnu, bet tās no tās atdala sinaptiskā sprauga no 20 līdz 50 nanometriem. Tas piedāvā iespēju mainīt vai inhibēt raidītāja vielas sinaptiskā sprauga ka viņiem ir jāšķērso, ti, jāpārvērš tās neaktīvās vielās. The darbības potenciāls pēc tam tiek atkal atcelts. Muskuļu šūnas var savstarpēji savienot arī ar elektriskām sinapsēm. Šajā gadījumā darbības potenciāls elektrisko impulsu veidā tiek pārraidīts tieši uz nākamo muskuļu šūnu vai pat uz daudzām šūnām vienlaikus.
Funkcija un uzdevums
Cilvēkiem ir aptuveni 86 miljardi nervu šūnu. Ir jākontrolē liels skaits regulēšanas shēmu un daudzas brīvprātīgas un mērķtiecīgas darbības, kā arī dzīvību uzturošas reakcijas uz ārējiem draudiem. Ārkārtīgi lielajam ķermeņa šūnu skaitam jāsaskaņo koordinēta sadarbība, lai īstenotu vajadzīgās un vēlamās visa organisma reakcijas. Lai veiktu šos uzdevumus, ķermeni šķērso blīvs tīkls nervi kas, no vienas puses, ziņo sensoro informāciju no visiem ķermeņa reģioniem smadzenes un, no otras puses, ļauj smadzenēm pārsūtīt instrukcijas orgāniem un muskuļiem. Tikai vertikālā gaita liek miljoniem nervu šūnu darboties koordinētai kustībai, vienlaikus un pastāvīgi pārbaudot, salīdzinot un apstrādājot smadzenes ekstremitāšu stāvoklis, gravitācijas virziens, ātrums uz priekšu un daudz kas cits, lai nosūtītu kontrakciju un atpūta signāli konkrētām muskuļu daļām reāllaikā. Lai veiktu šos uzdevumus, ķermeņa rīcībā ir unikāla ierosmes pārraides vai pārnesumu sistēma. Parasti signāls jāpārraida no nervu šūnas uz nervu šūnu vai no nervu šūnas uz muskuļu šūnu vai citu audu šūnu. Dažos gadījumos ir nepieciešama arī signāla pārraide starp muskuļu šūnām. Vairumā gadījumu elektriskā darbības potenciāls tiek elektriski pārraidīts nervu šūnā un, nonākot saskares punktā (sinapsē) uz nākamo nervu šūnu, atkal tiek pārveidots par specifisku kurjera vielu vai neirotransmiteru izdalīšanos. The neiromeditors jāšķērso sinaptiskā sprauga un pēc uztveršanas saņēmējā šūnā tiek pārveidots atpakaļ par elektrisko impulsu un tiek pārraidīts. Signāla pārraides caur ķīmiskiem starpproduktiem apkārtceļš ir svarīgs, jo specifiski neirotransmiteri var piestāt tikai pie noteiktiem receptoriem, padarot signālus selektīvus, kas nebūtu iespējams ar tīri elektriskiem signāliem. Tiks izraisīts mežonīgs reakciju haoss. Vēl viens svarīgs moments ir tas, ka kurjerus var mainīt vai pat kavēt, pārejot caur sinaptisko plaisu, kas var būt līdzvērtīgs darbības potenciāls. Tikai signāla pārraide starp muskuļu šūnām var būt tīri elektriska, izmantojot elektriskās sinapses. Šajā gadījumā tā sauktie spraugu savienojumi ļauj elektriskos signālus pārraidīt tieši no citoplazmas uz citoplazmu. Muskuļu šūnās - īpaši sirds muskuļa šūnās - tam ir priekšrocība, ka daudzas šūnas var sinhronizēt lielos attālumos, lai sarautos.
Slimības un traucējumi
Lielās priekšrocības, pārveidojot elektriskās darbības potenciālus par specifiskiem neirotransmiteriem, kas ļauj vienlaicīgi - un nepieciešams - selektīvi signalizēt, vienlaikus rada kaitīgu traucējumu un uzbrukumu risku. Būtībā pastāv iespēja, ka sinapses tiks pārspīlētas vai kavētas. Tas nozīmē, ka toksīni vai narkotikas var izraisīt spazmas vai paralīzi neiromuskulārās sinapsēs. Ja CNS sinapses ietekmē toksīni vai narkotikas, vieglas vai smagas psiholoģiskas sekas. Trauksme, sāpes, nogurums vai aizkaitināmību sākotnēji var izraisīt bez redzama iemesla. Ir vairāki veidi, kā ietekmēt pārraidi. Piemēram, botulīna toksīns kavē pūslīšu iztukšošanos sinaptiskajā spraugā tā, ka nē neiromeditors tiek pārraidīts, kā rezultātā rodas muskuļu paralīze. Pretēju efektu rada melnās atraitnes inde. Pilnīgi iztukšo pūslīšus, tāpēc sinaptisko plaisu burtiski pārpludina neirotransmiteri, kas izraisa smagas muskuļu spazmas. Simptomi, kas līdzīgi simptomiem botulīna toksīns rodas ar vielām, kas novērš neirotransmiteru atkārtotu uzņemšanu recipienta šūnā. Ir arī citi veidi, kā novērst vai pasliktināt ierosmes pārnešanu. Piemēram, dažas vielas var aizņemt konkrēta receptoru neiromeditors, izraisot paralīzi.
