ความสามารถในการกระตุ้นเซลล์คืออะไร? - ชีววิทยา - 2026

ปลุกปั่นเป็นทรัพย์สินของเซลล์ที่ช่วยให้พวกเขา ที่จะ ตอบสนองต่อการกระตุ้นจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในเมมเบรนที่มีศักยภาพ สิ่งเหล่านี้เกิดจากการไหลของไอออนผ่านเยื่อหุ้มพลาสมา

คำว่า "cellular excitability" มักเกี่ยวข้องกับเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นระบบประสาทที่เรียกว่าเซลล์ประสาท อย่างไรก็ตามมีหลักฐานล่าสุดที่แสดงให้เห็นถึงความตื่นเต้นในแอสโตรไซต์เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของไซโตซอลในแง่ของความเข้มข้นของแคลเซียมไอออน

ที่มา: pixabay.com

เนื่องจากการขนส่งที่ใช้งานอยู่และความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อชีวภาพจึงมีศักยภาพทางชีวภาพ ลักษณะนี้เป็นสิ่งที่กำหนดความสามารถในการกระตุ้นไฟฟ้าของเซลล์

มุมมองทางประวัติศาสตร์

แบบจำลองแรกที่อ้างว่ารวมบทบาทของไอออนและการสร้างสัญญาณไฟฟ้าในร่างกายเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าเซลล์ประสาทมีลักษณะคล้ายกับท่อที่สารวิ่งไปที่เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อพองหรือยุบตัว

ในปี 1662 เดส์การ์ตส์ใช้หลักการของระบบไฮดรอลิกส์เพื่ออธิบายรูปแบบที่เป็นไปได้ของการทำงานของระบบประสาท ต่อมาด้วยการมีส่วนร่วมของกัลวานีสรุปได้ว่ากระแสไฟฟ้าสามารถกระตุ้นกล้ามเนื้อทำให้เกิดการหดตัว

อเลสซานโดรโวลตาไม่เห็นด้วยกับแนวคิดเหล่านี้โดยอ้างว่าการมีไฟฟ้าไม่ได้เกิดจากผ้า แต่เป็นโลหะที่กัลวานีใช้ในการทดลองของเขา สำหรับโวลตาต้องใช้ไฟฟ้ากับกล้ามเนื้อและคำให้การของเขาสามารถโน้มน้าวใจนักวิชาการในยุคนั้นได้

ใช้เวลาหลายปีในการพิสูจน์ทฤษฎีของ Galvini ซึ่งกล้ามเนื้อเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ในปีพ. ศ. 2392 ได้มีการสร้างอุปกรณ์ที่มีความไวที่จำเป็นในการหาจำนวนกระแสไฟฟ้าในกล้ามเนื้อและเส้นประสาท

เซลล์ที่เคลื่อนไหวได้

ตามเนื้อผ้าเซลล์ที่เคลื่อนไหวได้ถูกกำหนดให้เป็นเอนทิตีที่สามารถแพร่กระจายศักยภาพของการกระทำตามด้วยกลไก - ทั้งทางเคมีหรือทางไฟฟ้า - ของการกระตุ้น เซลล์หลายประเภทสามารถเคลื่อนไหวได้โดยส่วนใหญ่เป็นเซลล์ประสาทและเซลล์กล้ามเนื้อ

ความสามารถในการกระตุ้นเป็นคำทั่วไปมากกว่าซึ่งตีความได้ว่าเป็นความสามารถหรือความสามารถในการควบคุมการเคลื่อนที่ของไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยไม่จำเป็นต้องเผยแพร่ศักยภาพในการออกฤทธิ์

อะไรทำให้เซลล์เคลื่อนไหวได้

ความสามารถของเซลล์ในการนำสัญญาณไฟฟ้าทำได้โดยการรวมคุณสมบัติลักษณะเฉพาะของเยื่อหุ้มเซลล์และการปรากฏตัวของของเหลวที่มีความเข้มข้นของเกลือสูงและไอออนต่างๆในสภาพแวดล้อมของเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยลิพิด 2 ชั้นซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการเลือกเข้าสู่โมเลกุลต่าง ๆ เข้าสู่เซลล์ ในบรรดาโมเลกุลเหล่านี้มีไอออน

ภายในเมมเบรนมีโมเลกุลฝังตัวซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการผ่านของโมเลกุล ไอออนมีปั๊มและช่องโปรตีนที่เป็นสื่อกลางในการเข้าและออกสู่สภาพแวดล้อมของเซลล์

ปั๊มมีหน้าที่ในการเคลื่อนที่แบบคัดเลือกของไอออนสร้างและรักษาระดับความเข้มข้นที่เหมาะสมกับสภาวะทางสรีรวิทยาของเซลล์

ผลของการปรากฏตัวของประจุไฟฟ้าที่ไม่สมดุลทั้งสองด้านของเมมเบรนเรียกว่าการไล่ระดับไอออนและส่งผลให้เกิดความเป็นไปได้ของเมมเบรน - ซึ่งมีปริมาณเป็นโวลต์

ไอออนหลักที่เกี่ยวข้องกับการไล่ระดับสีไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท ได้แก่ โซเดียม (Na ⁺ ) โพแทสเซียม (K ⁺ ) แคลเซียม (Ca ²⁺ ) และคลอรีน (Cl ^- )

ความตื่นเต้นในเซลล์ประสาท

เซลล์ประสาทคืออะไร?

เซลล์ประสาทเป็นเซลล์ประสาทซึ่งมีหน้าที่ในการประมวลผลและส่งสัญญาณทางเคมีและไฟฟ้า

พวกเขาเชื่อมต่อระหว่างกันเรียกว่าซิแนปส์ โครงสร้างมีร่างกายเซลล์กระบวนการที่ยาวนานเรียกว่าแอกซอนและกระบวนการสั้น ๆ ที่เริ่มต้นจากโสมที่เรียกว่าเดนไดรต์

ความตื่นเต้นทางประสาท

คุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาทรวมทั้งเครื่องสูบน้ำทำให้เกิด "หัวใจ" ของความสามารถในการกระตุ้นเซลล์ประสาท สิ่งนี้แปลเป็นความสามารถในการพัฒนาการนำกระแสประสาทและการสื่อสารระหว่างเซลล์

กล่าวอีกนัยหนึ่งเซลล์ประสาทนั้น "เคลื่อนไหวได้" เนื่องจากคุณสมบัติของการเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าและส่งผ่านไป

เซลล์ประสาทเป็นเซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะหลายประการ ประการแรกคือพวกเขามีขั้ว กล่าวอีกนัยหนึ่งมีความไม่สมดุลระหว่างการเกิดซ้ำของประจุถ้าเราเปรียบเทียบภายนอกและภายในของเซลล์

การเปลี่ยนแปลงของศักยภาพในช่วงเวลานี้เรียกว่าศักยภาพในการดำเนินการ ไม่ใช่แค่สิ่งกระตุ้นใด ๆ ที่สามารถกระตุ้นการทำงานของระบบประสาทได้ แต่จะต้องมี "จำนวนขั้นต่ำ" ที่เกินขีด จำกัด ที่เรียกว่าเกณฑ์กระตุ้น - ตามกฎทั้งหมดหรือไม่มีอะไรเลย

หากถึงเกณฑ์การตอบสนองที่เป็นไปได้จะเกิดขึ้น จากนั้นเซลล์ประสาทจะพบช่วงเวลาที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้เช่นช่วงทนไฟ

สิ่งนี้มีช่วงเวลาหนึ่งและส่งผ่านไปยังไฮโพลาไรเซชันโดยที่มันถูกกระตุ้นได้บางส่วน ในกรณีนี้คุณต้องมีสิ่งกระตุ้นที่ทรงพลังกว่าก่อนหน้านี้

ความตื่นเต้นในแอสโตรไซต์

Astrocytes คืออะไร?

Astrocytes เป็นเซลล์จำนวนมากที่ได้มาจากเชื้อสายของ neuroectodermal เรียกอีกอย่างว่า Astroglia เนื่องจากเป็นเซลล์ glial ที่มีจำนวนมากที่สุด พวกเขามีส่วนร่วมในการทำงานจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาท

ชื่อของเซลล์ประเภทนี้ได้มาจากลักษณะที่เต็มไปด้วยดวงดาว พวกมันเกี่ยวข้องโดยตรงกับเซลล์ประสาทและส่วนที่เหลือของร่างกายสร้างขอบเขตระหว่างระบบประสาทและส่วนที่เหลือของร่างกายผ่านทางแยกช่องว่าง

Astrocytic excitability

ในอดีต Astrocytes ถูกคิดว่าทำหน้าที่เป็นเพียงขั้นตอนการสนับสนุนสำหรับเซลล์ประสาทซึ่งเป็นกลุ่มที่มีบทบาทนำเพียงอย่างเดียวในการจัดทำปฏิกิริยาทางประสาท ด้วยหลักฐานใหม่มุมมองนี้ได้รับการปรับรูปแบบใหม่

เซลล์ glial เหล่านี้มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับการทำงานของสมองหลายอย่างและสมองตอบสนองต่อกิจกรรมอย่างไร นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมในการปรับเหตุการณ์เหล่านี้

ดังนั้นจึงมีความสามารถในการกระตุ้นในแอสโตรไซท์ซึ่งขึ้นอยู่กับรูปแบบของแคลเซียมไอออนในไซโตซอลของเซลล์ที่เป็นปัญหา

ด้วยวิธีนี้แอสโตรไซต์สามารถกระตุ้นตัวรับกลูตามาเทอร์จิกและตอบสนองต่อสัญญาณที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาทที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียง

อ้างอิง

1. Chicharro, JL, & Vaquero, AF (2549) สรีรวิทยาการออกกำลังกาย Panamerican Medical Ed.
2. เควงคา, EM (2549). พื้นฐานของสรีรวิทยา บรรณาธิการ Paraninfo.
3. Parpura, V. , และ Verkhratsky, A. (2012). บทสรุปความตื่นเต้นของแอสโตรไซต์: จากตัวรับไปจนถึงการส่งผ่าน gliotransmission Neurochemistry international, 61 (4), 610-621.
4. ราคา, DJ, Jarman, AP, Mason, JO, & Kind, PC (2017). การสร้างสมอง: ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการพัฒนาระบบประสาท John Wiley & Sons
5. Schulz, DJ, Baines, RA, Hempel, CM, Li, L. , Liss, B. , & Misonou, H. (2006) ความสามารถในการกระตุ้นเซลล์และการควบคุมเอกลักษณ์ของเซลล์ประสาทที่ใช้งานได้: ตั้งแต่การแสดงออกของยีนไปจนถึงการสร้างเซลล์ประสาท วารสารประสาทวิทยาศาสตร์ 26 (41) 10362-10367.