Как миелинизация изменяет характер распространения потенциала действия?

Как миелинизация изменяет характер распространения потенциала действия?

Аксоны нервов большего диаметра покрыты белым изолирующим материалом, богатым липидами, который называется миелином. Миелиновая оболочка продуцируется шванновскими клетками периферической нервной системы (ПНС) и олигодендроцитами центральной нервной системы (ЦНС). Миелиновая оболочка покрывает аксон нерва, за исключением регулярно расположенных промежутков, известных как «узлы Ранвье». Эти открытые участки мембраны плотно заселены потенциалозависимыми Na⁺ каналами.

Электрический импульс пассивно распространяется через междоузлия (где аксон покрыт миелиновой оболочкой) за счёт проводимости локальной цепи, как показано на рисунке 52.2. Пассивное распространение происходит быстро, поскольку не требует взаимодействия белков на поверхности мембраны. Как обсуждалось выше, миелиновая оболочка изолирует аксон нерва, предотвращая потерю тока в ECF и уменьшая ёмкость мембраны. Это гарантирует, что мембрана будет деполяризована сверх порогового потенциала в соседнем узле Ранвье. Следовательно, потенциал действия, кажется, «прыгает» от узла к узлу; это называется скачкообразной проводимостью (рис. 52.3). Скорость проведения потенциала действия увеличивается с 2 м / с в немиелинизированных нервах до 120 м / с в миелинизированных аксонах.

Клиническая значимость: демиелинизация

Миелинизация - чрезвычайно важный фактор, определяющий скорость нервной проводимости. Миелиновая оболочка особенно важна для нервов, для функционирования которых требуется быстрое проведение потенциалов действия, таких как двигательные и сенсорные нервы.

Есть два важных заболевания, при которых происходит аутоиммунное разрушение миелиновой оболочки: рассеянный склероз (при котором нейроны ЦНС демиелинизируются) и синдром Гийена-Барре (при котором демиелинизация происходит в ПНС).

Демиелинизированный нейрон отличается расположением Na⁺-каналов от обычно немиелинизированных нейронов. Миелинизированные нейроны имеют Na⁺ каналы, сгруппированные с высокой плотностью в узлах Ранвье, но не в поверхностной мембране под миелиновой оболочкой. При демиелинизации ненормально открытые участки клеточных мембран не имеют достаточного количества каналов Na⁺ для обеспечения эффективного проведения потенциала действия. Напротив, в то время как немиелинизированные аксоны проводят потенциалы действия медленно, они надежно проводятся по всей длине нейрона.

Таким образом, клинические признаки демиелинизирующего заболевания заключаются в недостаточности чувствительности, двигательной функции, вегетативной функции или когнитивных функций в зависимости от типа и расположения вовлеченных нервов.