ŠTO JE STANIČNA EKSCITABILNOST? - BIOLOGIJA - 2026

Razdražljivost je svojstvo stanica koje im omogućuje da reagiraju na stimulaciju naglim promjenama membranskog potencijala. Nastaju protokom jona kroz plazma membranu.

Izraz "stanična ekscitabilnost" obično se povezuje sa stanicama koje čine živčani sustav, a nazivaju se neuroni. Međutim, postoje nedavni dokazi koji pokazuju ekscitabilnost u astrocitima, zahvaljujući promjenama u citosolu u smislu koncentracije kalcijevih iona.

Izvor: pixabay.com

Zahvaljujući aktivnom transportu i propusnosti bioloških membrana, imaju bioelektrični potencijal. Ovo svojstvo je ono što definira električnu ekscitabilnost stanica.

Povijesna perspektiva

Prvi modeli koji su tvrdili da integriraju ulogu iona i stvaranje električnih signala u tijelu tvrdili su da su neuroni slični cijevi kroz koju su prolazile tvari koje su napuhale ili ispuhale mišićno tkivo.

Descartes je 1662. godine koristio principe hidraulike da bi opisao potencijalni model funkcioniranja živčanog sustava. Kasnije je, uz doprinos Galvanija, zaključeno da je električna energija mogla uzbuditi mišiće, stvarajući kontrakcije.

Alessandro Volta bio je protiv ovih ideja, tvrdeći da prisutnost električne energije nije zbog tkanine, već od metala koje je Galvani koristio u svom eksperimentu. Za Volta se struja morala primijeniti na mišiće, a njegovo svjedočenje uspjelo je uvjeriti tadašnje akademike.

Trebalo je mnogo godina da se potvrdi Galvinijeva teorija gdje su mišići bili izvor električne energije. 1849. godine postignuto je stvaranje uređaja osjetljivosti potrebnog za kvantificiranje stvaranja električnih struja u mišićima i živcima.

Uzbudljive stanice

Tradicionalno, uzbudljiva ćelija je definirana kao entitet sposoban za širenje akcijskog potencijala, nakon čega slijedi mehanizam - bilo kemijski ili električni - stimulacije. Uzbudljivo je nekoliko vrsta stanica, uglavnom neuroni i mišićne stanice.

Uzbudljivost je općenitiji pojam koja se tumači kao sposobnost ili sposobnost reguliranja kretanja iona kroz staničnu membranu bez potrebe za širenjem akcijskog potencijala.

Što ćeliju čini uzbudljivom?

Sposobnost stanice da postigne provođenje električnih signala postiže se kombiniranjem karakterističnih svojstava stanične membrane i prisutnosti tekućine s visokom koncentracijom soli i različitih iona u staničnoj sredini.

Stanične membrane čine dva sloja lipida koji djeluju kao selektivna barijera za ulazak različitih molekula u stanicu. Među tim molekulama su i ioni.

Unutar membrane su ugrađene molekule koje djeluju kao regulatori prolaska molekula. Ioni imaju pumpe i proteinske kanale koji posreduju ulasku i izlasku u stanično okruženje.

Crpke su odgovorne za selektivno kretanje iona, uspostavljanje i održavanje gradijenta koncentracije koji odgovara fiziološkom stanju stanice.

Rezultat prisutnosti neuravnoteženih naboja na obje strane membrane naziva se gradijent iona i rezultira membranskim potencijalom - koji se kvantificira u voltima.

Glavni ioni koji su uključeni u elektrokemijski gradijent neuronskih membrana su natrij (Na ⁺), kalij (K ⁺), kalcij (Ca ²⁺) i klor (Cl ^-).

Uzbudljivost u neuronima

Što su neuroni?

Neuroni su živčane stanice koje su odgovorne za obradu i prijenos kemijskih i električnih signala.

Oni međusobno uspostavljaju veze, zvane sinapse. Strukturno imaju stanično tijelo, dugačak proces koji se naziva akson i kratki procesi koji počinju od soma zvani dendriti.

Neuronska ekscitabilnost

Električna svojstva neurona, uključujući pumpe, tvore "srce" neuronske ekscitabilnosti. To se pretvara u sposobnost razvijanja živčane provodljivosti i komunikacije između stanica.

Drugim riječima, neuron je "uzbudljiv" zahvaljujući svojstvu promjene električnog potencijala i njegovog prenošenja.

Neuroni su stanice s nekoliko određenih karakteristika. Prvi je da su polarizirani. Drugim riječima, postoji neravnoteža između ponavljanja naboja, ako usporedimo vanjsku i unutrašnjost ćelije.

Varijacija ovog potencijala tijekom vremena naziva se akcijskim potencijalom. Ne može svaki stimulus izazvati neuronsku aktivnost, potrebno je imati i „minimalnu količinu“ koja prelazi granicu koja se naziva prag pobuđenja - slijedeći pravilo sve ili ništa.

Ako se dosegne prag, dolazi do potencijalnog odgovora. Dalje, neuron proživi razdoblje u kojem nije uzbudljivo, kao što je vatrostalno razdoblje.

To ima određeno trajanje i prelazi u hiperpolarizaciju, gdje je djelomično uzbudljivo. U ovom slučaju potreban vam je snažniji poticaj od prethodnog.

Uzbudljivost u astrocitima

Što su astrociti?

Astrociti su brojne stanice nastale iz neuroektodermalne loze. Nazivaju se i astroglijom, jer su to najbrojnije glijalne stanice. Sudjeluju u velikom broju funkcija povezanih s živčanim sustavom.

Naziv ove vrste stanice potiče od zvjezdanog izgleda. Oni su izravno povezani s neuronima i ostatkom tijela, uspostavljajući granicu između živčanog sustava i ostatka tijela, kroz spojeve jazbina.

Astrocitna ekscitabilnost

Povijesno se smatralo da astrociti djeluju jednostavno kao podloga za neurone, a posljednji su oni koji imaju jedinu vodeću ulogu u orkestriranju živčanih reakcija. Zahvaljujući novim dokazima, ta je perspektiva preformulirana.

Te glijalne stanice su u prisnom odnosu s mnogim moždanim funkcijama i načinom na koji mozak reagira na aktivnost. Pored sudjelovanja u modulaciji ovih događaja.

Dakle, u astrocitima postoji ekscitabilnost koja se temelji na varijacijama kalcijevog iona u citosolu dotične stanice.

Na taj način astrociti mogu aktivirati svoje glutamatergičke receptore i reagirati na signale koje emituju neuroni koji se nalaze u obližnjem području.

Reference

1. Chicharro, JL, & Vaquero, AF (2006). Fiziologija vježbanja. Panamerican Medical Ed.
2. Cuenca, EM (2006). Osnove fiziologije. Uredništvo Paraninfo.
3. Parpura, V. i Verkhratsky, A. (2012). Kratka ekscitabilnost astrocita: od receptora do gliotransmisije. Neurochemistry international, 61 (4), 610-621.
4. Price, DJ, Jarman, AP, Mason, JO, & Kind, PC (2017). Izgradnja mozga: uvod u neuronski razvoj. John Wiley & Sinovi.
5. Schulz, DJ, Baines, RA, Hempel, CM, Li, L., Liss, B., i Misonou, H. (2006). Stanična ekscitabilnost i regulacija funkcionalnog identiteta neurona: od ekspresije gena do neuromodulacije. Journal of Neuroscience, 26 (41) 10362-10367.