Беседы о Третьем Элементе

Первый, самый внутренний слой нервных клеток, прилегающий к пигментному, составляют рецепторные нейроны, имеющие отростки, способные непосредственно ощущать свет (рецепторы), палочки и колбочки. Палочки и колбочки, по всей видимости, возникли из дендритов, научившихся воспринимать информацию непосредственно со Светлой стороны, для этого они вырабатывают светочувствительные вещества

родопсин и йодопсин. Первый содержится в палочках и реагирует почти на всю часть видимого спектра, от фиолетового до красно-желтого. Второй — в колбочках, и он бывает трех видов, чувствительных к синему, зеленому и красному цветам.

В живых организмах возбуждение нервных клеток и передача сигнала осуществляется с помощью очень древнего механизма создания электрического напряжения на клеточной мебране, реализуемого при помощи игры с ионами солей. Всем нам известны вещества под этим названием (к примеру, поваренная соль, хлорид натрия). Они составлены из атомов, имеющих диаметрально противоположную жизненную позицию по отношению к электрону: натрий его отдает, а хлор — забирает.

Электрон обладает отрицательным электрическим зарядом, поэтому атом хлора становится отрицательно

заряженным, а, соответственно, атом натрия — положительно. Такие заряженные атомы или композиции атомов (молекулы) называтся ионами. Пока они вместе сидят в кристалле, дружно прижавшись друг к другу, разность зарядов незаметна, но если соль растворить, то ионы начинают гулять каждый сам по себе. Можно представить их себе как заряженные шарики — половина красных (положительных) и половина синих (отрицательных). Красные — это в основном ионы натрия (Na), калия (K), магния (Mg) и кальция (Ca). Ионы натрия по размеру меньше ионов калия, а ионы магния — ионов кальция. Ионы с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, а с разным — притягиваются.

В морской воде, первой естественной среде обитания наших предков, ионов натрия больше, чем ионов калия, но живые клетки делают все наоборот, собирая в себе калий и убирая натрий. Неправильная концентрация ионов внутри клетки стремится выровняться, и если с такими шариками умело играть, то можно получить электрическое напряжение.

В обычном, спокойном состоянии мембрана типичной нервной клетки постоянно поддерживает небольшой электрический потенциал, отрицательный внутри клетки и положительный снаружи клеточной мембраны. Это так называемый потенциал покоя, он составляет около (-70) милливольт внутри клеточной мембраны.

Установление потенциала покоя происходит в две стадии. Сначала отрабатывают натрий-калиевые насосы, структуры из белковых молекул, встроенные в клеточную мембрану, которые активно и целенаправленно переносят через нее ионы, используя энергию клеточного горючего (аденозин трифосфата). Они захватывают ионы калия и, переворачиваясь, проталкивают их внутрь, а ионы натрия, напротив, переносят наружу. Оба иона — и калий, и натрий — несут положительный заряд, но ионов натрия переносится на треть больше, чем ионов калия. Поэтому с внутренней стороны мембраны возникает небольшой отрицательный потенциал, около 10 милливольт, по отношению к внешней стороне мембраны. Действие насосов приводит к тому, что в клетке накапливается во много десятков раз больше ионов калия, чем снаружи.

Кроме активных элементов, насосов

, в мембране имеются пассивные, каналы, которые пропускают ионы в обоих направлениях. Но вторые — избирательны и позволяют пройти только своему типу ионов, кроме того, каналы могут быть открыты, а могут — закрыты.

Начальный потенциал в 10 милливольт, созданный насосами, открывает калиевые каналы, которые пропускают ионы калия, но не натрия. Так как концентрация калия внутри клетки во много десятков раз выше, чем снаружи, толпа ионов калия устремляется наружу, и на несколько десятков выходящих через каналы ионов калия приходится только один входящий. Таким образом клетку покидают положительно заряженные ионы, и отрицательный потенциал внутри клетки быстро растет до -70 милливольт. После этого наступает динамическое равновесие ионов калия, так как отрицательный заряд с внутренней стороны мембраны тянет их назад и начинает мешать им выходить наружу. Установившийся электрический потенциал, или напряжение, в (-70) милливольт называется потенциалом покоя, а процесс его установления — поляризацией.