A A A

„Stacje przesiadkowe" impulsów nerwowych

Wspomnieliśmy już o synapsach jako o miejscach zetknięcia się komórek nerwowych. Wypustka osiowa jednego neuronu dzieli się na liczne włókienka zakończone małymi kolbkowatymi zgrubieniami, zwanymi płytkami końcowymi. Stykają się one z powierzchnią ciała komórki lub z dendrytami. drugiego neuronu. Miejsca owych zetknięć zajmują niekiedy około 40% powierzchni niektórych komórek nerwowych. Pojedyncza komórka może mieć nawet kilkaset takich zetknięć. Przyjmuje się, że pomiędzy neuronami nie ma ciągłości strukturalnej. Nie zdołano wykazać przechodzenia neurofibrylli z aksonu do ciała komórki lub dendrytów innego neuronu. Brak ciągłości protoplazma-tycznej pomiędzy stykającymi się komórkami nerwowymi świadczy, że pomiędzy tymi komórkami istnieje pewna przerwa. Z tego względu miejsce synapsy jest punktem zwiększonego oporu, progiem, który impuls musi „przeskoczyć", by dosięgnąć następny neuron. Dlatego też zwykle spostrzega się niewielkie opóźnienia w szybkości wędrówki impulsu w momencie, gdy przechodzi przez synapsę. Po uszkodzeniu ciała komórki nerwowej wszystkie wypustki tej komórki ulegają degeneracji, lecz proces ten nie przemieszcza się przez miejsce styku na neuron następny. Badanie miejsc styku komórek nerwowych za pomocą mikroskopu elektronowego ujawnia obecność znacznej ilości mitochondriów w zakończeniach aksonu. Obecność ich może świadczyć, że w miejscach tych zachodzą intensywne procesy wymagające dostarczania energii. Być może, że procesami tymi są transport czynny jonów oraz zachodzące tu zjawiska elektryczne. Poza tym w cytoplazmie zakończeń wypustki osiowej widoczne są drobne pęcherzyki, znajdujące się w dużej ilości przy samej błonie komórkowej. W pęcherzykach tych znajduje się substancja chemiczna nosząca nazwę acetylocholiny. Substancja ta, jeżeli zetknie się z powierzchnią błony komórki nerwowej, powoduje otwarcie „wrót" dla jonów sodu, czyli zapoczątkowuje impuls nerwowy. Poza tym w miejscu synapsy znajduje się znaczna ilość substancji chemicznej wykazującej zdolności rozkładania acetylocholiny. Prawdopodobny mechanizm przechodzenia bodźca nerwowego przez synapsę wygląda następująco. Przybycie impulsu nerwowego drogą wypustki osiowej prowadzi do uwolnienia acetylocholiny znajdującej się w mikropęcherzykach, co staje się przyczyną zmiany przepuszczalności błony komórkowej i z kolei pociąga za sobą zmianę jej potencjału elektrycznego. Ponieważ w niezwykle bliskiej odległości znajduje się błona drugiej komórki, również i w niej następuje zmiana potencjału elektrycznego oraz powstanie impulsu nerwowego. Acetylocholina, uwolniona z pęcherzyków, zostaje natychmiast rozłożona przez substancję, o której wspominaliśmy, i dlatego zmiana potencjału błon komórkowych w miejscu synapsy jest chwilowa. W ciągu ułamka sekundy synapsa staje się znów gotowa do przewodzenia bodźca następnego. Zgodnie z zapowiedzią w rozdziale I, odbyliśmy „podróż do komórki" w celu poznania podstawowych zjawisk w niej zachodzących. Zjawiska te składają się na istotę procesu określanego życiem. Pomimo niewątpliwie znacznych postępów w naukach biologicznych w dalszym ciągu zbyt mało wiemy o wielu bardzo istotnych zjawiskach zachodzących w żywej komórce. Porównując osiągnięcia naukowe na polu fizyki, chemii teoretycznej i biologii, należy stwierdzić, iż ta ostatnia dziedzina pozostaje dotychczas najbardziej w tyle, co wynika z niezwykłej złożoności procesów biologicznych, jak też chyba również i z tego, że dopiero na bazie osiągnięć technicznych można uzyskać możliwości postępu w biologii. Przykładem tego jest zastosowanie mikroskopu elektronowego w badaniach biologicznych. Mikroskop elektronowy bowiem wykazał, że zgodnie z tym, co poprzednio jedynie przypuszczano, komórka ma poza poznanymi organellami liczne inne elementy odznaczające się własną charakterystyczną strukturą. Nasze wyobrażenia o wielu procesach zachodzących w komórce są niewątpliwie niedoskonałe. Wiele zjawisk wyjaśniamy w teoriach czy też hipotezach opartych na zbyt skąpych danych doświadczalnych, by wyjaśnienia te można uważać za pewniki. Przykładem takiej hipotezy jest np. koncepcja Szent-Gyorgyiego przedstawiona w rozdziale VI. Usiłuje ona powiązać szereg zjawisk leżących u podstawy procesu życia z budową atomu, a więc sięga do poziomu tzw. submolekularnego poznania żywej materii. Aczkolwiek wiele już wiemy o budowie atomu i postęp w tej dziedzinie fizyki przekroczył najśmielsze marzenia uczonych z początku bieżącego stulecia, to jednak nasza znajomość budowy atomu będącego częścią materii żywej — jest dopiero w stadium poczęcia. Dlatego też nie tyle sama hipoteza ma istotną wartość, ile kierunek badań, tj. poznawanie procesów życiowych nie na poziomie cząsteczki, ale atomu, a szczególnie jego elektronów. W najbliższych latach niewątpliwie będziemy świadkami wielu odkryć w dziedzinie poznania życia, a odkrycia te poza wartościami czysto naukowymi przyniosą z pewnością wiele korzyści człowiekowi. Postęp w wiedzy teoretycznej może doprowadzić do uzyskania możliwości leczenia wielu chorób, wobec których dzisiaj jeszcze jesteśmy bezradni, przedłużenia życia człowieka lub też zapewnienia pożywienia przyszłej populacji ludzkiej w fabrykach-wytwórniach żywności, dla których substratami będą dwutlenek węgla, woda i światło słoneczne. Teraz, kiedy kończymy nasze rozważania nad komórką, możemy pełniej sobie uprzytomnić słuszność zamieszczonego na wstępie stwierdzenia, że komórki są podstawowymi jednostkami żywej materii, w których zachodzą niezwykle złożone i jakże doskonale zorganizowane procesy będące tym, co określamy ogólnym mianem życia.