Сергей Мирский
ноябрь 2016.
421

Нагревается ли наш организм из-за биотоков?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
0
1 ответ
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Передача нервного импульса между нейронами – активный процесс, который требует затрат энергии. И этот процесс значительно отличается от передачи электрического тока по проводам.

Изменение потенциала действия мембраны нейрона (то, что, собственно, и порождает электрический импульс) происходит вследствие поляризации и деполяризации этой самой мембраны. Это, в свою очередь, происходит благодаря току ионов натрия, калия и хлора из нейрона во внешнюю среду и в обратном направлении. Осуществляется ток не через мембранные поры (простые микроскопические отверстия), а с помощью белков-каналов. На их работу тратится энергия АТФ (то есть, чтобы один ион прошел через этот "насос", нужно, чтобы одна молекула АТФ распалась на АДФ и фосфат, при этом выделив достаточное количество энергии). Я описал данный процесс очень грубо, но в целом все происходит именно так. И это не учитывая химическую передачу импульса в синапсах, которая требует еще больших затрат энергии.

Кроме того, аксоны (длинные отростки нейронов, передающие импульс от тела клетки к другому нейрону) покрыты миелином – белком, который служит своеобразной изоляцией. Да и вся нервная ткань покрыта слоем вспомогательных клеток. Поэтому организм не нагревается от передачи биоэлектрических потенциалов.

4
-1

Вау. Спасибо

0
Ответить

Я бы возразил. Есть два момента в данной схеме. Правда, не могу сказать что я их точно помню или понимаю. Энергия АТФ тратится на перекачку ионов натрия наружу и калия внутрь против сложившихся концентраций. Na-K АТФ-азой внутрь перекачиваются 2 иона калия, наружу 3 иона натрия. В целом внешняя сторона мембраны получается положительно заряженной. Как и многие химические реакции, этот процесс обратим, если в клетке не станет АТФ, Na-K АТФаза будет качать ионы назад, а сама делать АТФ из АДФ. В данном случае эти два процесса почти в равновесии, концентрация АТФ такая, что перекачка ионов за счет расщепления АТФазы идет с такой же скоростью, как и обратный процесс синтеза АТФазы за счет обратной перекачки ионов. Тут выделения тепла нет ибо процесс почти в равновесии, энергия АТФ переходит в потенциал.

Теперь у нас проходит импульс, сначала натриевые каналы открываются, и происходит скачок потенциала, потом калиевые открываются, и происходит обратный скачок. Оба эти процесса сильно неравновесны, они поднимают энтропию и, в них должно выделяется тепло. Можно оценить количество выделевшейся в тепло энергии за счет прохождения импульса через разницу химпотенциалов ионов или разницу электрического потенциала. Это что касается термодинамики. Интуитивно это выглядит как то что ионы, скажем, натрия под действием потециала устремляются внутрь, приобретают кинетическую энергию, которую рассеивают на молекулах и ионах внутри аксона, и которая переходит в тепло.

Так что с точки зрения термодинамики прохождение нервного импульса таки принципиально должно выделять энергию. И механизм даже похожий на выделение энергии в проводе. Хотя миелинизация должна уменьшать потери просто потому что ионов меньше проходит. Но может я что-то упустил.

+2
Ответить

Спасибо за возражение.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью