跟著白先生學生物之——神經系統
跟著白先生學生物之——神經系統(Nervous System)
小白
老師,最近一直在追劇《Break Dad》,其實我一直被一個問題困擾,為何一旦吸食諸如冰毒,海洛因等毒品,就很難將其戒除呢?
白先生
這個問題涉及到神經系統相關內容,但鑒於目前毒品泛濫且極具迷惑性,我覺得這個問題問的非常有必要
聊起神經系統,我們必須要談一談神經系統的基本構成單位-神經元或神經細胞,對於神經元,我們可參看下圖,神經元有三部分構成,細胞體(cell body),軸突(axon)及軸突末端(axon terminal)構成。細胞體內含細胞核及神經元內的大多數細胞器,其中在細胞體區域,細胞膜會形成樹枝狀的突起,我們稱之為樹突(dentrite),小白,你能猜出,樹突的功能嗎?
小白
看樹突長這個樣子,應該是為了方便從外界獲取信息吧!
白先生
對的,這便是樹突的主要功能,至於神經元的另一部分-軸突,則負責將神經衝動傳遞至另一細胞。它的特點便是「長」,如長頸鹿的某些軸突可從脊髓延長至腳部的肌肉細胞。而位於軸突的最末端-即軸突末端則與其相接的神經元形成神經傳導中的非常特殊的結構-突觸。
白先生
那麼神經系統到底是如何完成信號傳導的呢?
小白
電!
白先生
對,神經系統主要是通過電信號完成對信號的傳導。神經細胞及肌肉細胞是人體內少數的可興奮細胞。
小白
可興奮?
白先生
對,細胞膜上可發生電位(membrane potential)的改變,以此來形成可傳導的生物電。
小白
那,電位是如何產生的?又是如何發生改變的呢?
白先生
好問題,對於普通細胞,膜內外電荷分布均勻,無電位差異,但對於神經細胞而言,則明顯存在著膜外帶正電,膜內帶負電的現象。
小白
外正內負!
白先生
對的,對於神經細胞而言,細胞膜上鑲嵌著分別運輸Na+和K+的離子通道,在無刺激時,鈉離子通道處於閉合狀態,但鉀離子通道處於開合狀態,源源不斷向外界運輸鉀離子,故造成了細胞膜外電勢大於膜內的結果。
小白
我以為是細胞膜內是負電荷多呢,膜外正電荷多呢,原來這裡指的是兩部位電勢的差值啊!那麼當有刺激出現時,會出現什麼結果呢?
白先生
問得好,當有刺激產生時,細胞膜上鈉離子通道開始打開,大量鈉離子湧進細胞內,最終引起膜內、膜外的電勢反轉,這時也就出現了神經細胞的動作電位,即細胞膜外是負電位,膜內正電位,當動作電位產生時,神經衝動伴隨著生物電也隨之產生,向下一個神經元傳遞而去。
小白
老師,這不是你剛說的兩個神經元相接的地方嗎?但我看的很清楚,這兩個神經元並不是直接相連的啊,它們之間分明存在著空隙啊!
白先生
小白,觀察的非常仔細,兩個神經元的確在空間上是分離開的,兩神經元之間的空隙稱為突觸間隙,間隙之上謂之突觸前膜,間隙之後謂之突觸後膜。當神經衝動傳遞至突觸後膜時,小白你有沒有看到上一神經元內的一個個小泡泡。
小白
看到了啊,那是什麼啊?
白先生
這些小泡泡,我們可稱之為「囊泡」,裡面的東西即為神經遞質,這可是神經元的獨門秘技,沒了這秘技,神經細胞便會泯然眾人矣。
小白
那神經遞質到底有什麼作用呢?
白先生
看到沒,突觸後膜上有什麼?
小白
我看到了,有一些受體!
白先生
對的,受體一旦接受神經遞質,鈉離子便通過該通道向細胞內運輸鈉離子。
小白
哇,這麼神奇的受體!
白先生
對的,因為具備兩種功能,故這種受體又被稱為配體門離子通道。
小白
老師,等等,你剛剛是說,當受體接收到神經遞質時,什麼會進入細胞內?
白先生
聰明的小白,認真聽我說了,對的,當受體接受到神經遞質時,鈉離子會湧進細胞內,結果便是新一輪動作電位的產生。
小白
哇!好神奇啊,從刺激到電信號,又從電信號到化學信號再到電信號,太不可思議了!老師,聽了這麼多,但現在好像還沒弄清楚到底是什麼原因讓毒品這麼難以戒除呢?
白先生
好的,現在就讓我們來揭曉答案,在我們人體內,神經遞質有很多種,但有一種最為出名,它就是多巴胺,這可是個好東西啊,多巴胺的釋放可導致人體產生無與倫比的愉悅感,同時,釋放量越大,愉悅感越強烈。
小白
就是說冰毒等毒品會刺激人體產生大量的多巴胺,癮君子們攝入毒品,那麼強烈的愉悅感隨之產生,難怪那麼多的人明知會上癮,也要冒險一試呢!
白先生
對的,但有些毒品,如冰毒,又稱甲基苯丙胺,則會對我們的神經系統產生不可逆的危害,如甲基苯丙胺的攝入會顯著降低突觸後膜上的受體數量。
小白
受體數量會減少?那會有什麼影響呢?
白先生
受體一旦減少,想要達到相同的愉悅感,唯一方法就是加大毒品的攝入量,如此便進入一個恐怖的惡性循環,隨著受體的逐漸喪失,冰毒從心理上和生理上徹底征地征服了癮君子,想戒掉毒品,難於上青天啊!
小白
我的天哪!這也太恐怖了,真的是
「
珍
愛
生
命
」
「
遠
離
毒
品
」
※How GENE eliminates GENEral:破譯生命密碼
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