Maailmataju

Füüsikalised väljad sünaptilistes ühendustes
Elektriimpulssi ( vahel ka pingeimpulssi ) nimetatakse neuroteaduses lihtsalt erutuseks. Kuid
puhkeseisundi olukorda, mil erutust ei toimu, nimetatakse pidurduseks. Erutus ja pidurdus on
vastandlikud närviprotsessid, kuid need on omavahel tihedalt seotud. Erutus võib minna üle
pidurduseks ja vastupidi. Membraani elektrilist polariseeritust vähendab erutus, mille tõttu võib
tekkida tegevuspotentsiaal. Kuid rakumembraani polariseeritust suurendab pidurdus, mille tõttu
neuron enam ei ärgastu. Inimese une ajal esineb üldine pidurdus, mille korral inimene ei reageeri
enam ümbritsevale keskkonnale. Kuid sügavasse mõttesse langemise korral esineb osaline pidurdus.
Tegevuspotentsiaal vallandub siis kui aksonikünkakesel on rakumembraani polariseeritus
vähenenud üle teatud piiri. See saab juhtuda ainult erutavate signaalide mõjul, mis on saabunud
naaberneuronitelt. Aksonikünkake asub närviraku keha ja aksoni piiril. Membraanipotentsiaali
muutus, mille korral on see muutunud väga järsku vastupidiseks ja mis esineb väga lühikest aega,
levib mööda aksonit kuni närvilõpmeteni. Kõik see toimub kõigest millisekundite jooksul.
Sünapsid on keemilised või elektrilised. Enamasti on need ikkagi keemilised. Sünaps koosneb
presünaptilisest ja postsünaptilisest membraanist. Sünapsi pilu laius võib olla kõigest 20 – 30 nm.
Rakkude membraanidevahelised ühendused on elektrilises sünapsis väga tihedad. Näiteks läbi
avatud naatriumkanalite liiguvad Na-ioonid teise rakku, mis põhjustab raku depolarisatsiooni.
Mulkühendusteks ehk neksusteks nimetatakse selliseid piirkondi rakumembraanis, mida läbivad
elektrivoolu kandvad ioonivoolud.
Kuid keemilise sünapsi korral jõuab elektriimpulss lõpuks aksonit mööda närvilõpmesse. See
põhjustab seal säilituspõiekeste membraani sulandumist rakumembraani, mille tõttu vabanevad
rakkudevahelisse ruumi virgatsained, mis varem eksisteerisid närvilõpe sees. Virgatsained
võimaldavad närviimpulsi ülekannet ühelt neuronilt teisele. Need on ajus olevad bioaktiivsed
ühendid, mis on sünteesitud organismi enda poolt. Seetõttu nimetatakse neid ka endogeenseteks
aineteks. Sellel neuronil, mis võtab vastu virgatsained, on sünapsis rakumembraanis retseptorid.
Retseptorid on valgumolekulid, mis seovad virgatsaine molekule. Valgud võivad käivitada
biokeemiliste protsesside ahela signaali edasiandmiseks rakus või muudavad kohe rakumembraani
potentsiaali. Kui enamus virgatsainest on ära kasutatud või sünapsist ära difundeerunud, siis lakkab
virgatsaine vallandumine postsünaptilisele neuronile. Virgatsaine võib olla ka tagasi haaratud
närvilõpmesse, millest see vallandus. Seda protsessi võimaldavad transportermolekulid, mis asuvad
närvilõpmete membraanis. Virgatsaine, mis on närvilõpmesse tagasi haaratud, võidakse koguda
uuesti säilituspõiekestesse või ensüümide poolt see lammutatakse. Närviimpulss levib ainult
presünaptilisest rakust postsünaptilise raku suunas.
Retseptorite kuju võib muunduda, kui see on ergastatud virgatsainete poolt. See mõjustab
neuronis järgmiste valkude omadusi. Üksteise järel muutuvad aktiivseteks mitmed ensüümid ja
aktiivseks muutuvad ka transkriptsioonifaktorid. Need on valgud, millest sõltub geeniekspressioon
ehk valkude moodustumine geenide alusel. Kõik see põhjustab kiireid või pikaajalisi muutusi
oluliste valkude omadustes ja raku elutegevuses.
Kui elektriimpulss jõuab lõpuks närvilõpmesse, siis vallandab see virgatsainete voo sünaptilises
pilus. See tähendab seda, et tegevuspotentsiaali jõudmise korral närvilõpmesse sulanduvad ( sünapsi
presünaptilises osas ) säilituspõiekeste membraan rakumembraani, mis vallandab virgatsained
sünaptilisse pilusse. Närvilõpmes olevad säilituspõiekesed sisaldavad endas virgatsaineid.
Postsünaptilises rakumembraanis olevad valgumolekulid ehk retseptorid seovad virgatsained.
Selleks, et virgatsaineid liiga palju ei vabaneks, takistavad seda presünaptilised autoretseptorid.
Virgatsaine vallandumise toime lõpetavad transportermolekulid, mis kannavad virgatsaine tagasi
närvilõpmesse. Kõik virgatsained on ioonid ehk elektrilaengud ja seetõttu laengute esinemine
sünapsis tähendab välja olemasolu sünaptilises pilus. Nii on see siis, kui tekivad ja levivad
elektriimpulsid ühelt neuronilt teisele ehk ajuaktiivsuse olemasolu korral. Kuid aju
puhkepotentsiaali seisundi ajal ei ole ajupiirkonnad enam elektriliselt aktiivsed ehk need ei laengle.
157