Tramite la Conduzione saltatoria dell'eccitazione la velocità di conduzione sufficientemente veloce dei tratti nervosi è assicurata per i vertebrati. I potenziali d'azione saltano da un anello non isolato all'altro sugli assoni isolati. Nelle malattie demielinizzanti, la mielina isolante viene scomposta, il che interrompe la conduzione dell'eccitazione.
Qual è la conduzione saltatoria dell'eccitazione?
La conduzione saltatoria dell'eccitazione è una forma di conduttività nervosa. Nell'organismo dei vertebrati, le fibre nervose sono elettricamente isolate dall'ambiente circostante dalla guaina mielinica e assumono quindi la funzione di cavo rivestito. L'eccitazione di una fibra nervosa si verifica nelle interruzioni in questo strato isolante, note anche come anelli o nodi di legatura.
Molte fibre nervose dei vertebrati hanno una forma sottile. Gli assoni sottili hanno una velocità di conduzione inferiore rispetto ai tratti nervosi forti. Affinché la velocità di conduzione dei nervi sia sufficiente nonostante la bassa forza, la conduzione di eccitazione dei vertebrati è costruita in modo saltatorio e utilizza processi biochimici e bioelettrici per trasmettere potenziali d'azione.
Il potenziale d'azione salta da un anello all'altro in questo tipo di conduzione e lascia fuori le parti rivestite degli assoni. Una maggiore velocità di conduzione si ottiene con questo principio attraverso pompe di sodio dipendenti dalla tensione e processi biochimici bioelettrici.
Funzione e compito
Nel sistema nervoso periferico, le cellule di Schwann formano la mielina che riveste i nervi. Gli oligodendrociti assumono questo compito nel sistema nervoso centrale. Gli assoni in entrambi i sistemi sono rivestiti di mielina, che ha un effetto elettricamente isolante. L'isolamento degli assoni viene interrotto ad una distanza compresa tra 0,2 e 1,5 millimetri. Queste interruzioni sono note anche come nodi o legami Ranvier. Al contrario, le sezioni rivestite di mielina sono chiamate internodi e garantiscono una ridotta costante di tempo della membrana, che assicura una velocità di conduzione di 100 metri al secondo. Ci sono anche canali di sodio + dipendenti dalla tensione negli anelli di allacciatura senza guaina.
Finché un assone non è eccitato, il cosiddetto potenziale di riposo prevale nel suo nodo e lungo il suo internodo. Tra lo spazio intracellulare e lo spazio extracellulare dell'assone c'è una potenziale differenza con il potenziale di riposo. Quando viene generato un potenziale d'azione sul primo cono della linea di eccitazione, che depolarizza la sua membrana oltre il suo potenziale di soglia, i canali Na + dipendenti dalla tensione si aprono. A causa delle proprietà elettrochimiche, gli ioni Na + fluiscono quindi dallo spazio extracellulare nello spazio intracellulare.
La membrana plasmatica si depolarizza a livello dell'anello conico e il condensatore di membrana viene ricaricato entro 0,1 ms. Nell'area dell'anello del laccio, c'è un eccesso intracellulare di portatori di carica positiva rispetto all'ambiente circostante a causa degli ioni di sodio che sono volati dentro. Viene creato un campo elettrico. Questo campo genera una potenziale differenza lungo l'assone e ha un'influenza sulle parti cariche nella distanza più vicina.
Le particelle caricate negativamente sul prossimo anello sono attratte dalla carica positiva in eccesso nel primo anello. Le particelle caricate positivamente tra il primo e il secondo anello di costrizione si muovono verso il secondo nodo. Questi spostamenti di carica influenzano positivamente il potenziale di membrana del secondo anello conico, sebbene gli ioni non lo abbiano raggiunto. In questo modo l'eccitazione salta di anello in anello e mantiene la proprietà di depolarizzare sufficientemente la membrana degli anelli successivi.
Malattie e disturbi
Le malattie demielinizzanti rompono le guaine mieliniche attorno alle fibre nervose. Queste guaine mieliniche sono un prerequisito per la conduzione saltatoria dell'eccitazione. Senza la guaina mielinica, si verificano elevate perdite di corrente nell'internodo. Pertanto, sono necessarie maggiori eccitazioni in modo che gli assoni possano depolarizzare i successivi anelli di cordatura tramite un potenziale d'azione.
Di regola, il potenziale d'azione trasmesso dopo le perdite è troppo basso per essere riconosciuto come tale dal nodo successivo. Di conseguenza, l'anello di pizzo non trasmette l'eccitazione.
Il fenomeno della demielinizzazione è anche noto come demielinizzazione e appartiene alle malattie degenerative. I processi legati all'età così come i processi tossici e infiammatori possono smarcare gli assoni e quindi mettere in pericolo la trasmissione saltatoria dei potenziali d'azione.
Anche le carenze vitaminiche possono essere correlate a questo fenomeno. Una quantità insufficiente di vitamina B6 e vitamina B12 in particolare è associata alla demarking. Una tale carenza vitaminica si riscontra spesso nell'alcolismo, ad esempio. Nel contesto dell'abuso di droghe può verificarsi anche una demielinizzazione del sistema nervoso.
La causa infiammatoria più nota di scolorimento dei nervi è la sclerosi multipla malattia autoimmune. Il proprio sistema immunitario distrugge il tessuto nervoso nel sistema nervoso centrale come parte della malattia. Altre cause di demarking possono essere il diabete, la malattia di Lyme o malattie genetiche. Le malattie genetiche con proprietà demielinizzanti comprendono, ad esempio, la malattia di Krabbe, la malattia di Pelizaeus-Merzbacher e la sindrome di Déjérine-Sottas.
I sintomi che si presentano con la demielinizzazione del tessuto nervoso dipendono dalla posizione dei focolai demielinizzanti. Nel sistema nervoso centrale, ad esempio, la demielinizzazione può portare a una compromissione degli organi sensoriali, in particolare a una compromissione degli occhi. La paralisi è concepibile anche in caso di demielinizzazione nel sistema nervoso centrale, poiché lì si trovano i tratti dei nervi motori ei loro centri di controllo. Nel sistema nervoso periferico, la demielinizzazione dei nervi è meno spesso associata alla paralisi. D'altra parte, la demielinizzazione degli assoni periferici può portare a intorpidimento o altri disturbi sensoriali.
La diagnosi della malattia demielinizzante viene effettuata utilizzando tecniche di imaging come la risonanza magnetica. Le immagini MRI mostrano tipicamente focolai bianchi di demielinizzazione quando viene somministrato un mezzo di contrasto.
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