Být či nebýt, to je oč tu běží! Lidský organismus je v podstatě obrovská továrna. A na to aby správně fungovala, potřebuje energii, potřebuje hodně energie… Bazální metabolismus je takové hezké zaklínadlo, které v dnešním rozmachu zdravého životního stylu přestává být sprostým. Leckdo ovšem při horlivém výpočtu zapomíná, proč to vlastně dělá a s jakým významem. Za vidinou zlepšení estetiky své schránky se skrývá mnohem větší význam a tím je ŽIVOT A SAMOTNÉ BYTÍ! A protože obrovskou část energie sežere právě náš mozek, pojďme si povědět, proč tomu tak je.
V článku o vápníku už bylo řečeno, jak vzniklý akční potenciál proudí skrz na skrz nervovými buňkami.
Už tedy víš, k čemu je dobrý. Otázkou zůstává, kde se vzal?
Základy jsou must have
Na začátek je dobré si uvědomit, že vznik akčního potenciálu je zapříčiněn kaskádou souvisejících faktorů, a proto je dobré udělat si inventuru v základních pojmech.
– NEURONY – nervové buňky
– AXON – dlouhý výběžek neuronu, který vede nervový vzruch (pouze jedním směrem)
– DENDRIT – krátký výběžek neuronu přecházející v tělo (somu)
– INICIAČNÍ SEGMENT – místo v axonu, kde vzniká akční potenciál
– FOSFOLIPIDOVÁ MEMBRÁNA – ohraničením každé buňky je dvojvrstva sloučeniny zvané fosfolipid. Jde o sloučeninu s kritickými vlastnostmi pro existenci. Její základní složky jsou mastné kyseliny, glycerol, fosfát a cholin.
SODNO-DRASELNÁ PUMPA – zařízení pro přenesení látek proti koncentračnímu spádu. Doslova slouží k přečerpání iontů skrze membránu. Tři sodné ionty pustí dovnitř a dva draselné na oplátku ven. Proč jsou tato čísla v nepoměru? Udržují nerovnovážný stav, kterým je podmíněna kontinuální práce. Nic není ovšem zadarmo a tak i tahle krasavice platí svou měnou. Spotřebovává totiž energii, která je potřebná pro rozštěpení vazeb ATP (adenositrifosfát, sloučenina s makroergickými vazbami). Tímto dochází k uvolnění energie, kterou využívá pro svou práci.
AKČNÍ POTENCIÁL – nejvyšší excitovaná hodnota napětí na membráně neuronu.
KLIDOVÝ MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL – naopak “ustálená“ hodnota napětí, v normálním stavu nabývá záporných hodnot (-70 mV), je tomu tak díky přítomnosti bazických proteinů, které zůstávají uvnitř buňky.
Vybíravá mrcha jménem biomembrána
Poněvadž v celém těle je udržována dynamická rovnováha, tzv. homeostáza, ani zde tomu nebude jinak. Každá buňka v těle je ohraničena membránou, která je tvořena dvěma vrstvami fosfolipidů a transmembránovými proteiny mimo jiné , které zajišťují tok molekul, které nedokáží projít prostou difuzí skrz semipermeabilní (polopropustnou – propouští pouze molekuly splňující podmínky) vrstvu fosfolipidů. Mezi tyto proteiny
patří sodnodraselná pumpa a iontové kanály obecně.
V základní výbavě lidského těla máme extracelulární a intracelulární ionty. Pro dnešní článek jsou stěžejní sodné a draselné. Vně buňky se nachází sodné a uvnitř draselné kationty, jak už víš. Nervový vzruch se po axonu posouvá díky změně nábojů na obou stranách membrány.
Věnceslavovy patálie
Jednoho slunečného dne se Věnceslav rozhodl pokořit vrcholek Sněžky (jsi-li odvážnější představ si třeba Mt. Blanc). Svou túru započal v Peci pod Sněžkou, kde zaparkoval letitou škodovku. Najednou se mu orosí čelo a už se mu tolik nechce šlapat ten krpál nahoru. Sbírá všechny své síly, vyhecuje se natolik, že se odhodlaně rozebíhá vstříc osudu. Za nedlouho vidí tolik kýžený cíl. Bojuje se svou únavou a dokola opakuje: ,,Když nemůžeš, tak přidej víc!“ Ani neví jak, najednou zakřičí z plných plic .
Doplazí se až na vrcholek a s pocitem zadostiučinění obdivuje okolní panoramata. Věnceslavovy zraky se upnou na zajímavé místo v Obřím dole. Ejhle! Ujede mu střevíček a už válí sudy směrem dolů. Přivalil se hluboko do lesa, který je daleko pod původním výchozím bodem. Jako ve správném sci-fi nahodí patku a jako hrdina se vrací do Pece, kde sklízí obrovské úspěchy, které mu dají kuráž na další výpravu k vrcholkům…
Najdi deset rozdílů
Dejme tomu, že jsme v čase nula. Nacházíme se ve fázi klidového membránového potenciálu (KMP). Záporné hodnoty se zastaví přibližně na -70 mV. V iniciačním segmentu dochází ke změnám potenciálu na dendritech a po překonání prahové hodnoty (díky EPSP/IPSP) se otevřou sodné kanály.
Sodné kationty se valí dovnitř neuronu jako divé a tím se zvyšuje hodnota potenciálu. Tento jev se jmenuje DEpolarizace (začíná být méně polární).
Po dosažení přibližně 100mV se dostaneme na nejvyšší možnou hodnotu, která setrvá jen chvilku. Jedná se o akční potenciál.
Nic netrvá věčně, a proto se uzavřou sodné kanály a otevřou draselné kanály, které způsobí únik kationtů vně buňky. REpolarizace (začíná být více polární) po nějaké chvíli přejde v KMP. Přestože se uzavřou draselné kanály, kationty stále unikají díky tzv. leak kanálům (stále otevřené). Dochází zde k hyperpolarizaci. Membránový potenciál je ještě více záporný. Tento stav je nutné vrátit zpět k výchozím hodnotám. To se zajistí sodnodraselnou pumpou.
… Schválně, co udělá Věnceslav, když spokojeně dojede škodovkou domů?
Napucne si břuch! Celodenní výkon ho stál spoustu energie. Stejně tak máme v neuronech spoustu mitochondrií, které je zásobují energií. No a vo tom to je!
DeVia 