T: Pobudliwość i pobudzanie.
Pobudliwość jest to zdolność reagowania na bodziec. Do pobudliwych tkanek zalicza się te, które szybko odpowiadają na bodźce. Substancje chemiczne występujące w płynie zewnątrzkomórkowym, wiążą się z receptorami w błonie komórkowej, otwierają kanały dla prądów jonowych lub aktywują enzymy w niej zawarte. Komórki jednych tkanek reagują szybko na bodziec, w ułamkach sekundy, otwieraniem się kanałów jonowych, natomiast zmiana metabolizmu w innych tkankach wymaga dłuższego czasu. Z tego względu do pobudliwych zalicza się te tkanki, które szybko odpowiadają na bodźce. Są to tkanki zbudowane z komórek nerwowych i ich wypustek oraz z komórek mięśniowych: mięsni poprzecznie prążkowanych, mięśni gładkich i mięśnia sercowego.
W komórkach nerwowych i mięśniowych pod wpływem bodźca dochodzi do wędrówki jonów do wnętrza komórki, a następnie z wnętrza na zewnątrz. Tym szybkim wędrówkom przez błonę komórkową jonów obdarzonych ładunkiem elektrycznym towarzyszą wahania potencjału elektrycznego. Dlatego w tkankach pobudliwych pojawiania się wahań potencjałów elektrycznych zazwyczaj świadczy o pobudzeniu komórek.
Pobudzenie jest to zmiana właściwości błony komórkowej lub metabolizmu komórkowego pod wpływem czynników działających z zewnątrz komórki, czyli pod wpływem bodźców. W warunkach fizjologicznych bodźcami działającymi na przeważającą liczbę komórek w organizmie są substancje chemiczne. Komórki tworzące w organizmie narządy odbiorcze, czyli receptory, odbierają również bodźce fizyczne w różnej postaci. Każdy bodziec fizyczny lub chemiczny, działający w dostatecznie dużym natężeniu na komórkę, może wywołać ich pobudzenie. Bodźce fizjologiczne są to takie bodźce, które nie uszkadzają komórki i wywołują całkowicie odwracalne procesy.
Na powierzchni niepobudzonego włókna mięśniowego przeważają ładunki dodatnie, a wewnątrz ujemne. Dlatego pomiędzy powierzchnią a wnętrzem występuje różnica napięć zwana potencjałem spoczynkowym. Czyli stan, w jakim znajduje się komórka przed pobudzeniem.. W stosunku do otoczenia wnętrze neuronu posiada ładunek ujemny. Ujemny potencjał spoczynkowy wewnątrz neuronu i jego wypustek wynosi od - 60 do - 80 mV, średnio - 70 mV, w komórkach mięśniowych poprzecznie prążkowanych zaś od - 80 do - 90 mV.
Do istnienia potencjału spoczynkowego przyczyniają się transport bierny (przechodzenie jonów i związków przez pory zgodnie z gradientem stężeń), transport czynny wbrew gradientowi stężeń i gradientowi elektrycznemu. Ten transport wymaga dostarczania energii. Działa pompa sodowo-potasowa.
Do wnętrza komórki o ujemnym ładunku elektrycznym wnikają dodatnio naładowane kationy przede wszystkim sodowe i potasowe. Szybkość przenikania kationów sodowych i potasowych nie jest jednak taka sama. W porównaniu z kationami potasowymi kationy sodowe przenikają 100 razy wolniej z powodu ich większej średnicy. W tych warunkach wytwarza się równowaga pomiędzy stężeniem poszczególnych jonów na zewnątrz i wewnątrz komórek. Równowaga ta jest wypadkową gradientów stężenia i gradientów ładunków elektrycznych poszczególnych jonów płynu zewnątrz- i wewnątrzkomórkowego.
Bodziec działający na błonę komórkową zmienia jej właściwości, co z kolei wywołuje potencjał czynnościowy. Do wnętrza neuronu przez otwierające się kanały dla prądu jonów swobodnych napływają jony Na2+ co powoduje wyrównanie ładunków elektrycznych pomiędzy wnętrzem a otoczeniem. Zjawisko to określa się jako depolaryzację błony komórkowej. Jony Na2+ początkowo wnikają do wnętrza neuronu tylko w miejscach zadziałania bodźca. Z chwilą wyrównania ładunków elektrycznych w tym jednym miejscu depolaryzacja zaczyna się rozszerzać na sąsiednie odcinki błony komórkowej, przesuwając się również wzdłuż aksonów. Impulsem nerwowym jest przesuwanie się fali depolaryzacji od miejsca zadziałania bodźca na błonę komórkową do zakończenia neuronu.
Repolaryzacja błony komórkowej neuronu zwalnia się po powrocie potencjału wewnątrzkomórkowego i po przekroczeniu potencjału progowego. W tej fazie zjawisko to określa się jako potencjał następczy, w czasie, którego błona komórkowa nie osiąga spoczynkowej polaryzacji (-70mV). Nosi to nazwę podepolaryzacyjnego potencjału następczego. Potem potencjał następczy przekracza wartość spoczynkową, wnętrze komórki staje się bardziej ujemne, co określa się mianem hiperpolaryzacyjnego potencjału następczego. Następnie ładunek elektryczny wnętrza komórki powraca całkowicie do wartości spoczynkowej (- 70mV).
Poza synapsami pobudzającymi otaczającymi neurony istnieją również synapsy, na których wydziela się transmiter hamujący przewodzenie impulsów. Cząsteczki tego transmitera zmieniają właściwości błony komórkowej w ten sposób, że jony K+ uciekają z wnętrza neurony na zewnątrz i jednocześnie jony Cl- wnikają do wnętrza przez odpowiednie kanały jonowe. Ubywanie jonów o dodatnim ładunku elektrycznym i przybywanie jonów o ujemnym powoduje wzrost ujemnego potencjału elektrycznego we wnętrzu komórki i wzrost polaryzacji błony komórkowej - postsynaptyczny potencjał hamujący.
Przewodzenie impulsów nerwowych polega na przesuwaniu się fali depolaryzacji i jest ono uzależnione od rodzaju włókna nerwowego.
We włóknach bezrdzennych impuls przesuwa się w sposób ciągły i powolny, u człowieka z szybkością od 0,5 do 2 m/s. Włókna rdzenne przewodzą impulsy skokowo i znacznie szybciej. U człowieka odbywa się to z prędkością od kilku do 120 m/s.
Informacja z neuronu do neuronu lub tkanki efektorowej (mięśnie, gruczoły, naczynia krwionośne) jest przekazywana poprzez substancję chemiczną zwaną neuroprzekaźnikiem lub neurotransmiterem, która jest syntetyzowana wewnątrz neuronu lub w jego zakończeniu. Synapsy chemiczne mają budowę asymetryczną, co sprawia, że przepływ informacji jest jednokierunkowy. Przekazywanie informacji odbywa się z pewnym opóźnieniem. Neuroprzekaźniki możemy podzielić na pobudzające i hamujące. Działanie sieci nerwowej opartej o synapsy chemiczne związana jest z wytwarzaniem i rozkładem związków chemicznych pełniących rolę neuroprzekaźników. Wśród substancji pełniących funkcję neuroprzekazników są związki o różnej budowie. Należą do nich: acetylocholina (ACh), noradrenalina (NA), adrenalina (A), dopamina (DA), serotonina (5-HT), histamina (His), kwas gamma-aminomasłowy (GABA), glicyna (Gly), kwas glutaminowy (Glu) i kwas asparginowy (Asp)