Nerviniai impulsai

JAUDRUMAS

Visos gyvos ląstelės yra jaudrios – jų plazminės membranos elektriškai reaguoja į dirginimus. Šią savybę ląstelių membranoms suteikia membranose esantys transportiniai baltymai – siurbliai ir kanalai [Žiūrėkite 03 skyrių]. Ši savybė ryškiausiai išreikšta nervinėse ir raumeninėse ląstelėse. Šioms ląstelėms jaudrumas leidžia atlikti jų funkcijas. Elektriški reiškiniai neuronų membranose būtini informacijai apdoroti ir perduoti, o raumeninėms atneša signalą, kada susitraukti.

RAMYBĖS POTENCIALAS

Ląstelių membranos turi siurblius, kurie, naudodami ATP energiją, permeta jonus į vieną ar kitą membranos pusę. Vienas tokių svarbių siurblių yra Na⁺,K⁺-siurblys. Šio membraninio baltymo molekulės prisijungia kelis Na ir K jonus, po to keičia savo sąrangą ir permeta jonus į priešingas membranos puses.  Todėl ląstelės viduje K⁺ jonų koncentracija būna didesnė, negu išorėje. O Na⁺ jonų koncentracija didesnė ląstelės išorėje  negu viduje.

Kadangi jonų koncentracijos skiriasi, jie turėtų tol difuziškai veržtis pro membraną, kol koncentracijos abipus membranos išsilygintų. Tačiau jonams nelaidi membrana [kodėl - žiūrėti 02 skyrių] to neleidžia.

Na⁺ jonų koncentracija membranos išorėje gerokai viršija K⁺ jonų koncentraciją viduje. Kadangi tai gausiausi teigiami jonai, todėl plazminės membranos išorinėje pusėje susidaro teigiamų jonų perteklius. Daugiausiai tai Na⁺ jonai, kurie veržtųsi vidun, jei membrana praleistų. Tačiau membrana nepraleidžia, ir Na jonai sudaro teigiamai įkrautą sluoksnelį palei membraną.

O vidinėje membranos pusėje traukiami išorinių teigiamų jonų susitelkia neigiami jonai (daugiausia Cl-) ir sudaro neigiamą sluoksnelį. Todėl ląstelės membrana yra savotiškas elektrinis kondensatorius – išorinė pusė pakrauta teigiamai, vidinė – neigiamai. Šis elektrinių potencialų skirtumas yra vadinamas ramybės potencialu.

Nesudirgintų neuronų ramybės potencialas yra apie -70 mV. Minusas rodo, kad ląstelės viduje – neigiamas krūvis. Tokia membrana vadinama poliarizuota.

Intarpas JONŲ PASISKIRSTYMAS ABIPUS NEURONO PLAZMINĖS MEMBRANOS

asad

intarpas JONŲ PASISKIRSTYMAS ABIPUS NEURONO PLAZMINĖS MEMBRANOS
Jonas	Koncentracija mmol/l
	Viduląstyje	Tarpląstyje
Na+	150	15
Cl-	110	10
K+	5	150
Ca+2

NERVINIS IMPULSAS IR NERVINIO SIGNALO SKLIDIMAS

Neuronų membranas lengviausiai sudirgina elektriniai signalai. Kiti dirgikliai veikia silpniau. Tačiau membranoje gali būti membraninių baltymų, kurie junta neelektrinius dirgiklius ir atidaro kanalus.

Panagrinėkime, kaip susidaro nervinis impulsas sužadinus aksono membraną.

1.        Sudirginus tam tikros aksono atkarpos membraną atsidaro joje esantys Na⁺ kanalai.

2.        Išorinėje pusėje susitelkę Na⁺ jonai sparčiai veržiasi pro iki šiol jonams nepralaidžią membraną į ląstelės vidų.

3.        Na⁺ jonų išorėje žymiai daugiau, negu viduje, todėl jie energingai braunasi vidun, kur elektros krūvis neigiamas. Netrukus krūviai abipus membranos išsilygina. Tačiau Na⁺ jonai vis viena veržiasi vidun, kadangi išorėje jų koncentracija žymiai didesnė, nei viduje. Aksono viduje, po membrana, Na⁺ jonų prisirenka tiek, kad membrana pasidaro įkrauta jau priešingai – vidus teigiamas, o išorė – neigiama. Šis krūvių persivertimas vadinamas depoliarizacija.

4.        Kai potencialų skirtumas ant membranos pasiekia +30 mV, Na⁺ jonų srautas sustoja. Tuo metu pasikeitęs potencialų skirtumas atidaro K⁺ kanalus. Viduje K⁺ jonų koncentracija didesnė, negu aksono išorėje. Be to, dabar aksono paviršius įkrautas neigiamai. Todėl K⁺ jonai ima veržtis pro atsidariusius K⁺ kanalus aksono išorėn.

5.        Tuo metu Na⁺ kanalai savaime užsidaro.

6.        Potencialų skirtumas vėl ima keistis, kol membrana pasidaro elektriškai neutrali. Šis reiškinys vadinamas repoliarizacija.

7.        Tačiau didesnė K⁺ jonų koncentracija viduje toliau varo K⁺ jonus lauk, kol potencialų skirtumas pasiekia maždaug -75 mV. Tuomet K⁺ jonų srovė sustoja. Šis potencialų skirtumas savo dydžiu viršija ramybės potencialą, todėl ši stadija vadinama hiperpoliarizacija. Hiperpoliarizacijos metu šis aksono lopas trumputį laiko tarpsnelį nereaguoja į dirginimus, kadangi Na⁺ ir K⁺ kanalai turi atgauti sąrangą, būtiną pakartotinam atsidarymui. Šis nejautrumo tarpsnis vadinamas nedirglos (refrakteriniu) periodu.

Aprašytas potencialų skirtumo kitimas yra vadinamas veikimo potencialu. Jo absoliutus dydis būna apie 110 mV. Neurono plazminės membranos veikimo potencialas ir yra nervinis impulsas. O kaip jis sklinda?

Nervinio impulso sklidimas neurone. Depoliarizuojantis aksono atkarpos membranai krūviai abipus jos pakeičia ženklą. Tačiau kaimyninėse atkarpose krūviai tebėra išsidėstę kaip ramybėje (paviršius teigiamas, vidus neigiamas). Todėl tarp sudirgintos atkarpos ir kaimyninių atkarpų ima tekėti elektros srovė[1]. Ši elektros srovė sužadina kaimyninių aksono atkarpų membranas, ir jose taip pat ima susidaryti nervinis impulsas.

Nervinio impulso sklidimo savybės:

1.        Sužadinus atkarpą aksono viduryje, nervinis impulsas ima sklisti į abi puses ir apima visą neuroną.

2.        Aksonu sklindantis nervinis impulsas nesilpsta, kadangi kiekvienoje aksono atkarpoje susidaręs ramybės potenciale yra sukaupta energijos atsarga, kuri sustiprina prabėgantį nervinį impulsą.

3.        Aksone susidaręs nervinis impulsas sužadins gretimų aksonų membranas, jei jie yra netoli. Todėl greta esantys aksonai turi būti izoliuoti vienas nuo kito. Tai būdinga subrendusiai žmogaus nervų sistemai.

Uždavinys: Nurodykite, kokios elektros srovės teka neurone, kai jame susidaro veikimo potencialas?

intarpas IZOLIACIJA, NERVAI IR BALTOJI MEDŽIAGA

Organizme daug kur driekiasi pluoštai aksonų. Kadangi jie būna netoli vienas kito, vienu jų nubėgus nerviniam impulsui, jis sužadintų nervinius impulsus visuose pluošte esančiuose neuronuose. Bet to nėra, kadangi aksonai būna apsukti ypatingų ląstelių, sudarančių izoliacinį apvalkalėlį, vadinamą mielininiu dangalu. Šio ląstelės yra gera izoliacija, kadangi jos daug kartų būna apvyniotos apie aksoną, o plazminė membrana yra geras elektrinis izoliatorius. Tarpus tarp izoliuotų aksonų užpildo jungiamojo audinio apvalkalai. Todėl nervas iš esmės primena telefono kabelį.

Smegenyse aksonai taip pat izoliuoti mielinu. Tokių aksonų telkiniai sudaro smegenų baltąją medžiagą. O pilkąją medžiagą sudaro neuronų kūnai ir dendritiniai medžiai.

Uždavinys: Kuo nervas primena telefono kabelį? Tuo, kad jame daug izoliuotų “laidų” ir kad jo paskirtis – gabenti informaciją. Elektros kabeliais gabenama ne informacija, o energija.

intarpas IŠSĖTINĖ  SKLEROZĖ

Sergant šia liga neuronų aksonų izoliacija mielinu  vis prastėja ir prastėja. Blogėjant izoliacijai aksonais vis prasčiau ir prasčiau perduodami nerviniai impulsai, dėl ko prastėja jutimai, suvokimas ir judesiai.  Visų neuronų bent kiek ilgesnės ataugos turi mielininius apvalkalėlius. Ši sklerozė gali pažeisti bet kurią smegenų vietą, ir nuo pažeistos vietos priklauso sutrikimai. Baltojoje medžiagoje pažeisti aksonai dažnai žūsta, o toje vietoje susidaro rendinis audinys iš glijos.

Šia liga dažnai suserga ~30 metų žmonės. Ją penkis kartus dažniau serga europidai, negu negridai. Ji labiausiai palitusi aukštosiose platumose – vakarų Europoje, šiaurinėse JAV valstijose, Kanadoje, N.Zelandijoje, pietų Australijoje.

Išsėtinė sklerozė labai sunki liga, bet ji progresuoja lėtai. Tipiški požymiai yra regos sutrikimai, raumenų silpnumas ir spazmai, staigūs nuotaikos pokyčiai.

Ligos priežastis kol kas nežinoma. Įtariamos dvi priežastys:

imuninės sistemos sutrikimas (tuomet tai autoimuninė liga – imuninė sistema naikina savo neuronų mielininius dangalus),

labai lėta virusinė infekcija.

Dabar daugiau įrodymų, kad ligą sukelia nežinomas virusas.

intarpas ELEKTROENCEFALOGRAMOS

Neuronuose susidarant ir sklindant nerviniams impulsams neuronai būna elektriškai aktyvūs, apie juos teka elektros srovės. Smegenyse vienu metu veikia aibės neuronų, visi jie vienaip ar kitaip elektriškai aktyvūs. Todėl įvairiose smegenų vietose elektriniai potencialai skirtingi. Prie smegenų paviršiaus pridėjus elektrodus šių potencialų skirtumus galima išmatuoti. Matuojant matyti, kad šie potencialų skirtumai nuolatos kinta, kadangi neuronų aktyvumas tai padidėja, tai sumažėja. Populiariai juos vadina smegenų biosrovėmis. Kreivės, kurias nubrėžia prietaisai potencialų skirtumams smegenyse matuoti, vadinamos elektroencefalogramomis (EEG), o patys prietaisai – elektroencefalografai.

Paprastai užrašant EEG nereikia elektrodus dėti ant smegenų paviršiaus, kadangi tos biosrovės “prasimuša” ir puikiausiai matuojamos pro kaukolės skliautą ir kitus galvos audinius. Šie audiniai netrukdo, kadangi jie elektriškai yra mažai aktyvūs.

Nagrinėjant EEG smegenyse aptinkamas periodiškumas, vadinamas bangomis:

alfa bangos (jų dažnis būna 8-12 Hz) būdingos ramiai nusiteikusiam, užsimerkusiam žmogui,

beta bangos (dažnis 5-10 Hz) būdingos budrioms, aktyvioms smegenims,

delta bangos (dažnis 0,5-2 Hz) būdingos miegančioms, pažeistoms, vaikų smegenims,

teta bangos (dažnis 3-7 Hz) būdingos miegančioms smegenims.

EEG yra naudojamos kaip diagnostinis įrankis, kadangi EEG kreivių forma dažnai parodo, kaip gali būti pažeistos smegenys. EEG nebuvimas – tai vienas svarbių biologinės mirties rodiklių. [Žr. skyrelį "Biologinė mirtis"]

NERVINIO IMPULSO PERŠOKIMAS NUO VIENO AKSONO ANT KITO

Neuronai vienas kitam nervinius impulsus perduoda ypatingomis sandūromis, kurios vadinamos sinapsėmis. Sinapses paprastai sudaro vieno neurono aksono ir kito neurono dendrito membranos. Kitos neuronų dalys dendritus sudaro retai.

Pačios paprasčiausios yra elektrinės sinapsės. Jose aksono membrana yra itin arti dendrito membranos – jas laiko susegę specialūs sankabiniai baltymai. Aksono membranos poliarizacija tiesiogiai sužadina dendrito membranos Na⁺ kanalus, ir dendrite susidaręs naujas nervinis impulsas nusklinda šiuo neuronu. Tačiau sužadinus antrąjį neuroną nervinis impulsas pasiekia elektrinę sinapse ir lygiai taip pat peršoka nuo dendrito ant aksono. Tai yra, elektrinė sinapsė nervinius impulsus  praleidžia į abi puses.

Jei visi neuronai būtų sujungti tik elektrinėmis sinapsėmis, tuomet sužadinus vieną neuroną, nervinis impulsas pasklistų po visus su juo sujungtus neuronus. Todėl elektrinės sinapsės nervų sistemai nelabai tinka, nors nervinį signalą perduoda labai greitai. Elektrinės sinapsės žmogaus nervų sistemoje labai retos, tačiau labai panašios sandūros jungia širdies skersaruožio raumens ląsteles.

Nervų sistemai reikalingos sinapsės, kurios nervinį signalą praleistų tik viena kryptimi. Tokios yra cheminės sinapsės.

CHEMINĖS SINAPSĖS

Cheminės sinapsės pagal poveikį yra skirstomos į dvi grupes:

a)       žadinančios sinapsės posinapsiniame neurone sužadina nervinį impulsą,

b)       o slopinančios sinapsės blokuoja nervinio impulso susidarymą posinapsiniame neurone.

Cheminė sinapsė paprastai yra vieno neurono aksono ir kito neurono dendrito atšakų sandūra. Šią sandūrą sudaranti aksono membrana vadinama priešsinapsine membrana, o dendrito membrana – posinapsine membrana. Tarp šių membranų yra sinapsinis plyšys.

Nervinis signalas per žadinančią cheminę sinapsę perduodamas taip:

1.        Aksonu atsklinda nervinis impulsas. Priešsinapsinė membrana depoliarizuojasi.

2.        Depoliarizacija sužadina aksono galelyje esančių pūslelių su neuromediatoriumi egzocitozę. Pūslelės išverčia jose esančio neuromediatoriaus molekules į tarpsinapsinį plyšį.

Neuromediatoriais būna tam tikros smulkiamolekuliai junginiai.

3.        Neuromediatoriaus molekulės difunduoja sinapsiniu plyšiu link posinapsinės membranos

4.        Posinapsinė membrana turi neuromediatoriaus receptorius. Šie membraniniai baltymai prisijungia neuromediatoriaus molekules, nuo ko keičiasi jų sąranga. Besikeičianti receptorių molekulių forma įjungia prie jų prisišliejusius chemiškai valdomus Na⁺ kanalus. Na⁺ kanalai atsidaro.

5.        Pro atvirus Na⁺ kanalus besiveržiantys Na⁺ jonai ima depoliarizuoti posinapsinę membraną. Ši depoliarizacija – tai posinapsinis potencialas.

6.        Pačioje paprasčiausioje sinapsėje į plyšį išmetama labai daug neuromediatoriaus molekulių, kurias prisijungia pakankamai daug receptorių, o šie atidaro pakankamai daug Na⁺ kanalų. Pro daug atidarų Na⁺ kanalų besiveržiantys Na⁺ jonai labai depoliarizuoja posinapsinę membraną. (O kas būtų, jei depoliarizacija silpna, skaitykite intarpą “Neuronų loginė algebra”).

7.        Ši depoliarizacija atidaro greta sinapsės esančius elektriškai valdomus Na⁺ kanalus, pro kuriuos į posinapsinį neuroną plūsteli Na⁺ jonų banga. Ši banga yra nervinio impulso posinapsiniame neurone pradžia.

Intarpas UŽDELSIMAS SINAPSĖJE

Neuronų grandinė, sujungta sinapsėmis, gali toli perduoti nervinius impulsus. Impulsas neuronais sklinda greitai, tačiau cheminėje sinapsėje signalo perdavimas gana lėtas. Signalo šuolis per cheminę sinapsę trunka apie 1 μs.

Sinapsės pasiruošimas. Sinapsė nėra vienkartinė. Sužadinusi vieną nervinį impulsą ji turi pasiruošti kitam kartui. Posinapsinės membranos kanalai atgauna pirmykštę formą ir vėl gali būti sužadinti. Tačiau tuo metu prie receptorių prisijungusios neuromediatoriaus molekulės vėl juos atidarytų. Kad to nebūtų, iš sinapsinio plyšio reikia pašalinti neuromediatoriaus molekules, kurios čia dabar nebereikalingos. Tą darbą atlieka plyšyje esantys neuromediatorių dezaktyvuojantys fermentai. Dezaktyvuotas neuromediatoriaus molekules adsorbuoja priešsinapsinėje membranoje esantys receptoriai, ir šios molekulės endocituojamos į priešsinapsinio neurono aksono galiuką. Čia specialūs fermentai endocitozinėse vakuolytėse esančias dezaktyvuotas neuromediatoriaus molekules vėl paruošia darbui.

Intarpas SLOPINANČIOS SINAPSĖS VEIKIMAS

Slopinanti sinapsė veikia panašiai, kaip žadinanti. Tačiau kai receptoriai prisijungia mediatoriaus molekules, jie įjungia ne Na+ kanalus, depoliarizuojančius posinapsinę membraną, o Cl- ir K+ kanalus, kurie, atvirkščiai, posinapsinę membraną dar labiau poliarizuoja. Potencialas nuo -70 mV pakinta iki -90 mV ir daugiau. Tai hiperpoliarizacija. Posinapsiniame neurone sužadinti nervinį impulsą pasidaro sunkiau. Tokios slopinančios sinapsės gali užblokuoti ir nepraleisti net jau dendritu ar aksonu sklindančio nervinio impulso.

Intarpas NEUROMEDIATORIŲ ĮVAIROVĖ

Neuromediatorius sintetina patys neuronai, jie kaupiami ir laikomi aksonų galūnėlėse esančiose pūslelėse, kol jų prireikia. Vienas neuronas gamina tik vienos rūšies neuromediatorių, todėl visos jo sinapsės turi tą patį neuromediatorių.

Tačiau įvairūs neuronai vartoja įvairius mediatorius:

1.        Acetilcholinas. Tai pagrindinis periferinės nervų sistemos mediatorius. Jį naudoja sinapsės, perduodančios raumenims signalą susitraukti.

2.        Aminorūgštys. Glutamino ir aspartinė rūgštys yra žadinantys mediatoriai. O γ-amino-sviesto rūgštis ir glicinas yra slopinantys mediatoriai.

3.        Monoaminai. Tai noradrenalinas, dopaminas, serotoninas.

4.        Neuropeptidai.

intarpas NERVINIAI NUODAI

Yra nemažai junginių, kurių molekulės įsikiša į nervinio impulso sklidimą aksonu ar perdavimą sinapsėje. Tokios medžiagos vadinamos nerviniais nuodais.

Vienos molekulės savo forma primena neuromediatoriaus molekules, todėl jos prisijungia prie posinapsinių neuromediatoriaus receptorių ir sužadina nervinius impulsus. Tačiau neuromediatoriaus dezaktyvavimo fermentai šių molekulioų neardo, todėl sinapsė lieka nuolat įjungta. Visos taip įjungtos sinapsės nuolat generuoja nervinius impulsus.

Panašiai veikia ir nuodai, kurių molekulės pažeidžia neuromediatorius dezaktyvuojančius fermentus.

Šių dviejų tipų nuodai mirtį dažniausiai sukelia priversdami įsitempti raumenis ir neatsileisti raumenis. Apsinuodijimo simptomai būna taškiniai vyzdžiai, seilėtekis, nevalingas žarnyno ir šlapimo pūslės išsituštinimas susitraukus jų lygiesiems raumenims. Mirštama nuo kvėpavimo ir širdies raumenų paraližiaus.

Trumpai aprašyti zariną, VX-dujas, muskardiną…

intarpas SINAPSIŲ SKAIČIUS

Kai kurie neuronai turi tik vieną ar kelias sinapses, o kiti neuronai turi kelis ir keliasdešimt tūkstančių sinapsių. Manoma, kad vidutinis neuronas turi apie 1000 sinapsių.

Intarpas NEURONŲ LOGINĖ ALGEBRA

O kas būtų, jei sinapsė “silpna”, ir posinapsinėje membranoje depoliarizacija pernelyg silpna, kad sužadintų elektriškai valdomus Na⁺ kanalus?

Tarkime, kad dendritas turi dvi sinapses. Abi jos yra silpnos, ir vienos sinapsės posinapsinio potencialo nepakanka nerviniam impulsui sužadinti. Tačiau kai vienu metu sužadinamos abi sinapsės, jų posinapsinių potencialų suma sukelia nervinį impulsą. Tuomet toks dendritas veikia kaip loginis elementas IR.

Praplėsti ir pateikti keletą loginių schemų, realizuotų neuronais schemų.

Nervų sistemoje vienu metu veikia aibės neuronų, sujunginėtų tam tikra tvarka. Tarpusavyje sujungtos neuronų grupės, atliekančios tam tikrą funkciją, vadinamos neuroniniais tinklais. Skirtingas funkcijas atliekantys neuroniniai tinklai jungiasi tarpusavyje, sudarydami dar didesnius tinklus…

Dažnai nervinio tinklo neuronai naudoja tik kelis mediatorius iš daugelio ir turi tik šiuos mediatorius naudojančias sinapses. Pavyzdžiui, neuronų tinklai, kuriose pagrindinės sinapsės ir dopamininės, vadinami dopaminerginiais tinklais, o periferinė sistema, kurioje pagrindinis mediatorius yra acetilcholinas, vadinama acetilcholinergine sistema.

Dalis nervų sistemą veikiančių vaistų veikia tik tam tikro neuronų tinklo sinapses, tuo stiprindami ar silpnindami to tinklo veikimą.

Pvz., vaistas antidepresantas[2] prozakas slopina mediatoriaus serotonino įsiurbimą atgal į priešsinapsinį neuroną. Todėl serotoninas ilgiau išsilaiko sinapsės plyšyje ir ilgiau verčia posinapsinį neuroną siųsti nervinius impulsus. Kadangi serotoniną naudoja sinapsės nuotaiką reguliuojančių neuroninių tinklų  neuronų, kurių aktyvumas pakelia nuotaiką, šis vaistas gerina nuotaiką.

Tiesa, serotoniną naudoja ir kiti neuroniniai tinklai, tvarkantys jutiminės informacijos priėmimą, užmigimą, temperatūros reguliaciją, todėl prozakas įsikiša ir į šių tinklų veiklą. Šis prozako poveikis bus šalutinis vaisto poveikis. Taigi, taip veikiančio vaisto pagrindinis poveikis, dėl kurio vaistas skiriamas, yra nuotaikos pagerinimas. O šalutinis poveikis gali būti mieguistumas. Todėl išgėrus tokio vaisto negalima, pvz., vairuoti automobilį.

Nervų sistemą veikiantys vaistai dažnai veikia keisdami tam tikrų neuroninių tinklų veiklą. Pirmieji taip veikiantys vaistai būdavo atrandami netyčiom. O šiais laikais taip veikiančių vaistų ieško sąmoningai.

intarpas DOPAMINO SINAPSĖS IR MALONUMAS

Pvz., žinoma, kad mediatorių dopaminą naudoja neuroninio tinklo, kuris reguliuoja malonumo pojūtį, neuronai. Šių neuronų sinapsių posinapsinės membranos turi dopamino receptorius. Manoma, kad žmogui atlikus kokį darbą, per dopaminines sinapses sužadinami posinapsiniai neuronai, o jų nerviniai impulsai aksonais pasiekia malonumo centrą smegenyse. Todėl žmogus, atlikęs darbą, patiria malonumą.

Tačiau dalis žmonių turi dopamino receptoriaus geno prastus alelius.  Todėl paprasta sėkminga veikla nesuteikia jiems pakankamai malonumo. Todėl šie žmonės turi polinkį ieškoti papildomų malonumų. Jie gerokai dažniau tampa užkietėjusiais rūkaliais, alkoholikais, narkomanais. Dalis tokių žmonių stiprina malonumo pojūtį besaikiu seksu. Tarp prisiekusių azartinių lošėjų taip pat labai daug tokių žmonių.

O dalis žmonių su defektyviais dopamininiais receptoriais patiria tiek mažai malonumo, kad nuo nuo gimimo jie pasižymi autistiniu charakteriu. Žmonės autistai būna labai uždaro būdo, jie paprastai būna niūrūs, nekalbūs, nemėgsta bendrauti su kitais žmonėmis. Kiek daugiau bendrauja su šeimos nariais.

Neurobiologai bando išsiaiškinti, ar tikrai minėtas ligas sukelia neaktyvūs dopamino receptoriai. O vaistus kuriančios farmacinės firmos bando sukurti cheminius junginius, kurie šį defektą pataisytų.

Ne vien žmonės sugalvojo cheminiais junginiais veikti tam tikras neuronų grupes. Šį poveikio nervų sistemai būdą vartoja patsai žmogaus organizmas. Kai kurie centrai smegenyse gali gaminti tam tikrus junginius, kurie įjungia ar išjungia, sustiprina ar susilpnina tam tikrų neuronų tinklų veiklą ir taip valdo nervų sistemos veikimą. Tokie junginiai yra vadinami neuromoduliatoriais.

intarpas ENDORFINAI, AGUONOS  IR NARKOMANIJA

Alkaloidų kiekis opiume
Alkaloidas	Kiekis
Morfinas	3-23 %
Narkotinas	2-10 %
Papaverinas	0,5-1,3 %
Kodeinas	0,2-3 %
Kiti alkaloidai	0,3-1,7 %

Viena neuromoduliatorių grupė yra endorfinai. Endorfinai slopina neuronus, perduodančius skausmo signalus. Tai organizmo natūrali priemonė apsisaugoti nuo skausmo. Endorfinų molekules prisijungia endorfinų receptoriai, esantys skausmo signalus perduodančių neuronų posinapsinėse dalyse.  Receptoriai įjungia šios neurono dalies membraną hiperpoliarizuojančius kanalus, todėl skausmo signalai toliau nepraeina, ir skaumas apmalšinamas.

Augalams endorfinai nereikalingi, nes jie neturi nervų sistemos ir skausmo pojūčio. Tačiau kai kurie augalai gamina ir kaupia augalinius junginius, kurie, patekę į žinduolio organizmą, veikia jį kaip endorfinai. Dideli endorfinų kiekiai yra nuodingi. Todėl šie augaliniai endorfinai yra augalų apsaugos priemonė nuo žolėdžių žinduolių. Endorfinų tipo junginius gamina jūsų žinomos aguonos.

Aguonų pieniškose sultyse yra alkaloidų su endorfinų savybėmis. Sustingusios aguonų pieniškosios sultys vadinamos opiumu. Iš opiumo farmacijos pramonė išgauna alkaloidus, kurie naudojami kaip vaistai. Labai nedaug alkaloidų yra senuose aguonienojuose.

Kodeinas slopina kosėjimo reflekso centrą smegenyse, todėl vartojamas vaistuose nuo kosulio.

Papaverinas[3] atpalaiduoja kraujagyslių lygiuosius raumenis, todėl vartojamas kaip kraujospūdį mažinantis vaistas. Jis atpalaiduoja ir kvėpavimo takų lygiuosius raumenis, todėl juo gydo ir bronchinės astmos priepuolius.

Morfinas vartojamas kaip stiprus nuskausminantis vaistas, sergant sunkiomis ligomis ar sužeidimų atveju. Tačiau į morfiną lengvai įjunkstama, todėl jis saugomas kaip pavojingas vaistas. [Morfino formulė]

Į organizmą patekęs morfinas veikia kaip endorfinas. Tiesa, endorfinai yra oligopeptidai, o morfinas – alkaloidas. Tačiau morfino ir endorfino molekulių globulių formos yra labai panašios, todėl endorfino receptoriai prisijungia tiek tas molekules, tiek tas. Morfino molekulės labai suaktyvina tą pačią neuronų sistemą, kurią veikia ir endorfinai. Jie nuslopina visus silpnus organizmo skausmo signalus, maudimo pojūčius ir pan. Todėl nuotaika žymiai pagerėja. Be to, matyt, morfinas tiesiogiai veikia malonumo centrus. Todėl, žmogus susileidęs, morfino jaučiasi labai pakiliai (tai euforija). Tačiau po keleto tokių dozių žmogui reikia susileisti didesnę morfino dozę, kadangi įsijungia organizmo savireguliacijos sistema.

Jei gyvūnas jaustų pasitenkinimą ir malonumą, net sužeistas, alkanas, ištroškęs, jis nesistengtų apsisaugoti nuo sužeidimų, neieškotų maisto ir vandens, ir greitai žūtų. Todėl endorfinų gamyba organizme gerai suderinta. Į vidų patekus morfinui, organizmas sumažina endorfinų gamybą. Todėl po morfino dozės žmogus jaučiasi prasčiau, jis vėl nori patirti tą malonų pojūtį. Po keleto dozių tam žmogui jau nepakanka senosios dozės. Ją reikia padidinti, kad vėl patirti tokį patį malonumą.

Taip morfinistai[4] morfino dozes tol didina, kol jis padeda kenkti ir kitoms nervų sistemos dalims. Dažnai morfinistai nustoja rūpintis kitais savo poreikiais, artimaisiais. Kam to reikia, jei jis viską ko reikia – t.y., malonumą, – gauna iš morfino?

O staiga liovęsis vartoti mofiną morfinistas patiria atjunkimo sindromą. Organizmas būna beveik ar visiškai nustojęs gaminti savus endorfinus. Ir negaudamas morfino narkomanas ima justi kaulų, sąnarių ir kitų kūno vietų skausmus – menkiausi sutrikimai jaučiami kaip gana stiprus skausmas. Nuo skausmingų pojūčių sutrinka kvėpavimas, širdies veikla. Turi praeiti savaitės, kol organizmas vėl ims gaminti tiek endorfinų, kad žmogus vėl pajustų gyvenimo džiaugsmą.

Intarpas NUSKAUSMINANTI AKUPUNKTŪRA

Dar senovės Kinijoje buvo sukurta akupunktūra – gydymo adatomis būdas. Žmogaus kūno paviršiuje buvo surasti ypatingi taškai, į kuriuos įsmeigus sidabrines, auksines ar kaulines adatas, galima paveikti tam tikras organizmo funkcijas. Šis gydymo būdas vis dar yra apgobtas nežinios skraiste, nes iki šiol dar mažai ištirta, kaip jis iš tikrųjų veikia.

Tradiciškai aiškinama, kad žmogaus organizme yra savotiški nematomi kanalai, kuriais teka gyvybinė energija. Ir įbedus tam tikro metalo adatas į tam tikras vietas galima reguliuoti tos energijos tekėjimą kūne.

Kai kurie akupunktūros poveikio atvejai jau neblogai ištirti. Vienas tokių – akupunktūrinis nuskausminimas. Įdūrus į nuskausminimo tašką adata sudirgina tam tikrus nervus. Jais nerviniai impulsai nubėga į centrus smegenyse, kurie blokuoja skausmo centrą.

Toksai poveikis primena refleksą: adatos dūris – tai dirgiklis, nervinis signalas pasiekia tam tikrą centrą smegenyse ir sukelia atsakomąją reakciją – skausmo sumažėjimą. Todėl akupunktūra dar vadinama refleksoterapija.

intarpas HIPOTEZĖ APIE MIEGO IR BUDROS RITMĄ

1977 m. Dž.A. Hobsonas pasiūlė hipotezę, aiškinančią, kaip žmogaus smegenyse keičiasi budros ir miego tarpsniai.

Tilte esančioje tinklinio darinio dalyje yra dvi tarpusavyje sąveikaujančios neuronų sistemos.  Budros sistemos neuronai per aksonus ir aminergines (noradrenergines ir serotonergines) sinapses:

a)       palaiko smegenų žievę budros būsenoje,

b)       slopina sapnavimą skatinančios sistemos ir slopina ją,

c)       per uždarą kilpą sužadina savos sistemos neuronus, palaikydami budros sistemą aktyvią. Taip susidaro uždaras budrą palaikantis nervinių impulsų ratas.

Kai organizmas ir nervų sistema pavargsta ir prireikia poilsio, tam tikri poveikiai[5] ima slopinti budros sistemos neuronus. Dabar šie mažiau žadina save ir mažiau slopina sapnavimo sistemos neuronus. Sapnavimo neuronai ima aktyvėti per aksonus ir cholinergines (mediatorius acetilcholinas) sinapses:

a)       sužadina save ir palaiko savo aktyvumą,

b)       slopina budros sistemos neuronus,

c)       eina į didžiųjų pusrutulių žievę.

Silpstant budros neuronų sistemos aktyvumui, stiprėja sapnavimo sistemos neuronų aktyvumas. Galų gale įsivyrauja sapnavimo sistemos neuronų aktyvumas. Šių neuronų signalai per acetilcholinines sinapses perjungia smegenų žievės veiklą į sapnavimo režimą.

Sapnuodamos smegenys negauna vaizdinės informacijos iš akių, o ima ją iš atminties. Žievės asociacinės zonos šią informaciją įvairiai kombinuoja, ir žmogus sapnuoja. Tuo metu aktyviai veikia ir judesius valdanti žievė, todėl žmogus gali sapnuoti, kaip vaikšto ar bėgioja, kažką dirba ir pan. Tačiau neuronai, siunčiantys komandas į skeleto raumenis, yra atjungti, todėl net žmogus, sapnuojantis, kad visu greičiu bėga ar plaukia, iš tikrųjų dažniausiai ramiai guli lovoje. Tačiau matuojant smegenų biosroves matyti, kad smegenys aktyviai veikia, lyg žmogus būtų budrus ir aktyviai kažką darytų. Akys būna užmerktos, tačiau obuoliai juda, lyg žmogus kažką apžiūrinėtų. Dėl tokio savotiško smegenų ir akių aktyvumo bei nejudrumo miegas su sapnais vadinamas paradoksiniu miegu.

Po 15-20 minučių sapnavimo paradoksinio miego būsenoje sapnavimo sistemos neuronų aktyvumas aprimsta, ima aktyvėti budros sistema, ir žmogus galėtų savaime atbusti. Bet jei organizmas dar nepailsėjęs, budros sistema negali įsivyrauti, ir vėl ima nugalėti sapnavimo sistema. Toks bangavimas trunka tol, kol organizmas visiškai pailsi. Ir tuo metu žmogus visiškai atsibunda.

Prieš pirmąjį paradoksinio miego tarpsnį ir tarpuose tarp kitų paradoksinio miego tarpsnių būna gilusis miegas, kai žmogus nesapnuoja.

---

[1] Kaip prisimenate, elektros srovę skysčiuose perneša jonai.

[2] Antidepresantas – depresiją, prislėgtą nuotaiką,- mažinantis vaistas.

[3] Papaver – lot. aguona.

[4] Morfinistas – morfino narkomanas.

[5] JAV Harvardo universitete grupė mokslininkų išskyrė peptidą, kuris, manoma, budros būsenoje kaupiasi, o kai jo susikaupia daug, sukelia miegą. Galbūt šis peptidas kaip tik slopina budros sistemos neuronus.

Susiję įrašai:

• Triukšminis užterštumas
• Gemalo ir vaisiaus dangalai ir priedai
• Audiniai
• ARBATA
• Alkoholio poveikis oganizmui