I ricercatori della University of Pennsylvania School of Medicine hanno scoperto il meccanismo che facilita come due canali ionici collaborare nel controllo dei segnali elettrici nel cervello.
I ricercatori hanno dimostrato che i canali erano ancorate da una proteina terzo posizioni chiave sulla superficie delle cellule nervose, permettendo loro di lavorare insieme per impostare i tempi e il modello di impulsi nervosi. Hanno anche scoperto che questo meccanismo di collaborazione canale è presente in tutti i vertebrati, ma manca di invertebrati, suggerendo che l'accoppiamento di questi canali può essere essenziale per la capacità superiore di cervelli vertebrati. La spiegazione di questa interazione romanzo dovrebbe contribuire agli sforzi per sviluppare nuovi trattamenti per le crisi epilettiche, il dolore e movimenti muscolari anomali. Essi riportano i loro risultati nel articolo di copertina del numero dell'8 marzo del Journal of Neuroscience .
Sodio e potassio sono molecole di sale (o ioni) in tutto il corpo. Cellule pompa supplementare di potassio nel loro interno, e la pompa sodio in più verso il fluido circostante. Impulsi elettrici nei neuroni vengono creati quando questi ioni sono autorizzati a tornare alle loro posizioni originali, passando rapidamente attraverso i canali nelle membrane esterne delle cellule nervose '. Le cellule nervose posseggono filo-come estensioni, chiamate assoni, che avviare questi impulsi e li portano da una cellula all'altra.
Penn Edward Cooper, MD, PhD, Professore Associato di Neurologia, e colleghi, concentrato su due regioni chiave degli assoni dei nervi - il segmento iniziale, in cui ogni impulso inizia, ed i nodi di Ranvier, stazioni periferiche distanziati lungo l'assone in cui l'impulso riceve una spinta essenziale elettrica - per cercare l'ancoraggio. Gli impulsi nervosi iniziare dopo gli ingressi emozionanti vengono ricevuti dalla cellula nervosa - sia dall'ambiente o da altre cellule nervose del corpo. Una volta che i segnali di ingresso adeguato, hanno maturato, il movimento di sodio nella cellula inizierà un impulso nervoso al segmento iniziale dell'assone. In risposta a questa attività, quindi aprire canali del potassio, permettendo il movimento verso l'esterno di ioni di potassio.
"Il canale del sodio apertura all'inizio di un impulso nervoso è come liberare una molla compressa", spiega Cooper. "Senza altre influenze, c'è la tendenza a tenere riverberante, portando a ulteriori impulsi nervosi indesiderati."
Canali del potassio hanno un effetto calmante sul sistema nervoso. "I canali del potassio funzionano come ammortizzatori, trattenendo canale attività di sodio per un periodo dopo ogni impulso nervoso", continua Cooper. Infatti, alcuni pazienti hanno mutazioni nei canali del potassio che riducono questo controllo, causando la cottura eccessiva del nervo si manifesta con crisi epilettiche e incontrollati movimenti muscolari chiamato miochimia e atassia.
Il passaggio rapida ed efficace degli impulsi nervosi lungo gli assoni è aiutata dalla presenza di una copertura isolante, noto come la mielina, che mantiene l'attività elettrica su tutta la lunghezza dell'assone. L'impulso nervoso è in grado di saltare attraverso le regioni amieliniche dell'assone ai nodi di Ranvier, con l'aiuto di sodio e canali del potassio.
"Ogni impulso nervoso riceve una spinta enorme dal flusso di ioni di sodio aggiuntive a questi nodi, che permette al segnale di essere propagate nella regione prossima mieliniche degli assoni", afferma Cooper.