நரம்புத் தூண்டல் உருவாக்கமும் கடத்தலும்
Generation and Conduction of Nerve Impulse
ஓய்வு நிலையில் ஆக்சானின் உட்பகுதி எதிர்மின்னூட்டம் கொண்டது; ஏனெனில் சவ்வு K+-ஐ அனுமதிக்கிறது, Na+-ஐ ஏறக்குறைய தடுக்கிறது — மேலும் Na+/K+ பம்ப் உள்ளே கொண்டுவரும் ஒவ்வொரு 2 K+-க்கும் 3 Na+-ஐ வெளியேற்றுகிறது. 3-வெளியே, 2-உள்ளே என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.
கருத்து விளக்கம்
நியூரான்களின் சவ்வுகள் முனைவுற்ற (polarised) நிலையில் இருப்பதால் அவை தூண்டப்படக்கூடிய செல்கள். நரம்புச் சவ்வில் பலவகை அயனிக் கால்வாய்கள் உள்ளன; இவை வெவ்வேறு அயனிகளுக்குத் தேர்ந்தெடுத்து ஊடுருவ அனுமதிப்பவை. நியூரான் எந்தத் தூண்டலையும் கடத்தாதபோது (ஓய்வு), ஆக்சான் சவ்வு பொட்டாசியம் அயனிகளுக்கு (K+) ஒப்பீட்டளவில் அதிகம் ஊடுருவக்கூடியது, சோடியம் அயனிகளுக்கு (Na+) ஏறக்குறைய ஊடுருவாதது; ஆக்சோபிளாசத்திலுள்ள எதிர்மின்னூட்டப் புரதங்களுக்கும் ஊடுருவாதது. இதனால் ஆக்சானுக்குள் K+ மற்றும் எதிர்மின்னூட்டப் புரதங்களின் செறிவு அதிகம், Na+ செறிவு குறைவு; வெளியிலுள்ள திரவத்தில் K+ குறைவு, Na+ அதிகம் — இவ்வாறு செறிவுச் சரிவு உருவாகிறது. ஓய்வுச் சவ்வின் இருபுறமும் உள்ள இந்த அயனிச் சரிவுகள் சோடியம்-பொட்டாசியம் பம்பின் செயல்மிகு கடத்தலால் பேணப்படுகின்றன; அது 2 K+-ஐ உள்ளே கொண்டுவர 3 Na+-ஐ வெளியே அனுப்புகிறது. இதனால் ஆக்சான் சவ்வின் வெளிப்பரப்பு நேர்மின்னூட்டமும் உட்பரப்பு எதிர்மின்னூட்டமும் பெறுகின்றன; ஓய்வுப் பிளாஸ்மா சவ்வின் இருபுறமுமான மின்னழுத்த வேறுபாடு ஓய்வு மின்னழுத்தம் (resting potential); சவ்வு முனைவுற்றது எனப்படுகிறது. முனைவுற்ற சவ்வின் ஒரு இடத்தில் தூண்டல் அளிக்கப்படும்போது, அந்த இடத்தில் சவ்வு Na+-க்குத் தாராளமாக ஊடுருவக்கூடியதாகி, Na+ விரைவாக உள்நுழைந்து அந்த இடத்தில் முனைவு தலைகீழாகிறது — வெளிப்பரப்பு எதிர்மின்னூட்டமும் உட்பரப்பு நேர்மின்னூட்டமும் பெறுகின்றன; சவ்வு முனைவுநீக்கம் (depolarised) அடைகிறது; அந்த இடத்தின் மின்னழுத்த வேறுபாடு செயல் மின்னழுத்தம் (action potential) — இதுவே நரம்புத் தூண்டல். உடனடியாக முன்னுள்ள இடங்களில் சவ்வின் வெளிப்பரப்பு இன்னும் நேர்மின்னூட்டம் கொண்டிருப்பதால், உட்பரப்பில் முனைவுநீக்கம் அடைந்த இடத்திலிருந்து அடுத்த இடத்திற்கு மின்னோட்டம் பாய்ந்து, தூண்டல் ஆக்சான் வழியே கடத்தப்படுகிறது. தூண்டலால் ஏற்படும் Na+ ஊடுருவல் அதிகரிப்பு மிகக் குறுகிய காலமே நீடிக்கிறது; விரைவில் K+ ஊடுருவல் அதிகரிக்கிறது; K+ சவ்வுக்கு வெளியே விரவி தூண்டப்பட்ட இடத்தில் ஓய்வு மின்னழுத்தத்தை மீட்டெடுக்கிறது; இழை மீண்டும் அடுத்த தூண்டலுக்குப் பதிலளிக்கத் தயாராகிறது.
இது ஏன் முக்கியம்
சவ்வின் இருபுறமும் மின்னூட்ட வேறுபாட்டைத் தயாராக வைத்திருப்பதால் நியூரான் உடனடியாகத் தூண்ட முடிகிறது; ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் தூண்டல் மீண்டும் உருவாவதால் நீண்ட ஆக்சானிலும் சமிக்ஞை மங்குவதில்லை.
NEET பார்வை
ஓய்வு: சவ்வு K+-க்கு அதிகம் ஊடுருவும், Na+-க்கு ஏறக்குறைய ஊடுருவாது; உள்ளே எதிர்மின் (அதிக K+, எதிர்மின் புரதங்கள்), வெளியே நேர்மின் (அதிக Na+); Na+/K+ பம்ப் = 3 Na+ வெளியே, 2 K+ உள்ளே. தூண்டல் → Na+ உள்நுழைவு → முனைவுநீக்கம் (வெளியே எதிர்மின், உள்ளே நேர்மின்) = செயல் மின்னழுத்தம். K+ வெளியேற்றத்தால் மீள்முனைவு. உட்பரப்பில் மின்னோட்டம் முனைவுநீக்க இடத்திலிருந்து அடுத்த இடத்திற்குப் பாய்கிறது.
மருத்துவ முக்கியத்துவம்
இரத்தத்தில் Na+, K+ அளவுகள் சீர்குலைந்தால் (கடுமையான வாந்தி, வயிற்றுப்போக்கு, சிறுநீரக நோய் போன்றவற்றால்) சவ்வு மின்னழுத்தங்கள் மாறி தசைப் பலவீனம், குழப்பம் அல்லது ஆபத்தான இதயத் துடிப்புக் கோளாறுகள் ஏற்படலாம்.
விரிவான குறிப்புகள் (ஆங்கிலத்தில்)
Introduction
A nerve impulse is a wave of reversed electrical charge (action potential) that travels along the axon membrane.
Core concept
Resting potential: axonal membrane more permeable to K+, nearly impermeable to Na+ and to negatively charged axoplasmic proteins. Inside: high K+, negative proteins, low Na+; outside: low K+, high Na+. Na+/K+ pump: 3 Na+ out for 2 K+ in (active transport). Outer surface positive, inner negative = polarised membrane. Stimulus: membrane at that site becomes freely permeable to Na+ → rapid Na+ influx → polarity reversed (outer negative, inner positive) = depolarised; potential = action potential = nerve impulse. Conduction: current flows on the inner surface from site A (depolarised) to site B; on the outer surface from B to A → impulse moves along the axon. Recovery: Na+ permeability short-lived → K+ permeability rises → K+ diffuses out → resting potential restored (repolarisation).
Go deeper
Because the inner surface at the depolarised site is positive and the site just ahead is still negative inside, current flows forward and depolarises the next patch — the impulse is self-propagating.
From Class 10
Class 10 called the nerve signal an electrical impulse. This concept shows which ions make it happen.