[Sinh lý thú vị số 6] Đa xơ cứng: Myelin và tốc độ truyền dẫn

Advertisement

Meg Newton là một trợ lý trang trại chăn nuôi ngựa ở Virginia. Cô cho ăn, chăm sóc và tập cho ngựa. Năm 27 tuổi, cô có triệu chứng đầu tiên về nhìn mờ. Cô gặp rắc rối khi đọc báo và bài in trên nhãn hiệu. Cô ấy đặt một cuộc hẹn với bác sĩ chuyên khoa mắt, nhưng khi cô ấy tự nhìn rõ lại, cô ấy an tâm và hủy bỏ cuộc hẹn. Mười tháng sau đó, triệu chứng nhìn mờ lại tái phát, thời điểm đó các triệu chứng khác cũng không thể làm ngơ được. Cô ấy có triệu chứng “double vision” và “pins and needles” (cảm giác châm chít như bị kim đâm) và chân của cô bị yếu nghiêm trọng. Cô ấy thậm chí còn quá yếu để dắt ngựa đi lên đồng cỏ.

Meg được giới thiệu đến bác sĩ chuyên khoa thần kinh, người thực hiện một loạt các kiểm tra. MRI não cho thấy tổn thương đặc trưng của multiple sclerosis. Thị giác – gợi lên tiềm năng do kéo dài độ trễ => làm giảm tốc độ dẫn truỳên thần kinh. Khi chẩn đoán, Meg có hai triệu chứng tái phát, cô ấy hiện tại được điều trị với interferon beta.

1, Điện thế hoạt động lan truyền trên sợi thần kinh như thế nào?

Lan truyền điện thế hoạt động xảy ra dọc theo sợi thần kinh bởi sự lan dòng idon dương tại chỗ (local currents). Tại trạng thái nghỉ, sợi thần kinh phân cực (bên trong âm hơn tương ứng so với bên ngoài). Khi một điện thế hoạt động xuất hiện, dòng ion dương đi vào khử cực màng và làm đảo ngược tính phân cực (bên trong màng dương hơn). Sự khử cực sau đó lan rộng tới v trí liền kề thuộc sợi thần kinh bởi dòng ion dương tại chỗ (electrotonic conduction). Khi khử cực lan rộng electrotonically tới vị trí liền kề, nó bị phá vỡ. Thật vậy, dòng ion dương tại chỗ được dẫn truyền suy giảm (sự khử cực chấm dứt khi nó di chuyển xa vị trí bắt đầu) => vì kết quả đó, vị trí càng xa điện thế hoạt động, sự khử cực càng yếu. Điều quan trọng, nếu dòng ion dương tại chỗ khử cực vùng liền kề tới ngưỡng => nó sẽ khởi phát một điện thế động.

2, Hằng số chiều dài là gì? Nhân tố nào làm tăng nó?

Hằng số chiều dài được định nghĩa là khoảng cách từ vị trí bắt đầu khử cực (vị trí điện thế hoạt động) nơi mà điện thế đã rơi xuống hoặc bị tan rã, đến nơi có điện thế 63% so với giá trị ban đầu; sự dài hơn của hằng số chiều dài, càng ít điện thế tan rã và dòng ion dương tại chỗ lan rộng xuất hiện dọc theo sợi trục. Hằng số chiều dài có thể tăng qua hai con đường: tăng sức cản của màng (dòng ion dương xu hướng sẽ chảy vào bên trong sợi trục nhiều hơn là rò rĩ qua màng) và giảm sức cản bên trong (decreasing internal resistance) – dòng ion dương nhanh chóng lan rộng dọc theo bên trong sợi trục.

3, Tại sao nói rằng sự lan truyền điện thế động “không giảm”?

Như mô tả trước, dòng ion dương tại chỗ được dẫn dọc theo sợi trục giảm dần. Tại sao, sau đó lại nói sự lan điện thế động không giảm? Trong tiến trình lan dòng ion dương tại chỗ, nếu vị trí lân cận bị khử cực tới ngưỡng => nó khởi phát điện thế hoạt động. Tiến trình tái hình thành, tạo mới điện thế hoạt động tại vị trí mới dọc theo sợi trục, tái lưu trữ đầy đủ phạm vi khử cực. Sự khử cực bây giờ lan rộng từ vị trí mới và khử cực vị trí lân cận tới ngưỡng; vị trí lân cận khởi phát điện thế hoạt động, tiếp tục tiến trình dọc theo sợi trục. Chức năng tái lưu trữ (phục hồi) định kỳ tạo ra điện thế hoạt động mới đảm bảo rằng khử cực không bao giờ ngưng.

4, Sự ảnh hưởng của đường kính sợi thần kinh vào tốc độ dẫn truyền là gì? Tại sao?

Tăng đường kính liên quan với giảm internal resistance của sợi thần kinh => tăng hằng số chiều dài => tăng tốc độ dẫn truyền.

5, Sự ảnh hưởng của bao myelin vào tốc độ dẫn truyền là gì? Tại sao?

Bao myelin làm tăng tốc độ dãn truyền. Myelin là chất cách điện của sợi trục, tăng sự cản của màng và làm giảm capacitance của màng (giảm sự tích điện của màng). Bằng sự tăng sức cản của màng => dòng ion dương xu hướng đi vào bên trong sợi trục và ít ion dương bị mất qua màng tế bào (làm tăng hằng số chiều dài); bởi vì nhiều dòng ion dương đi vào trong sợi trục => tốc độ dẫn truyền tăng. Giảm membrane capacitance => dòng ion dương tại chỗ khử cực màng nhanh hơn => tăng tốc độ dẫn truyền.

Advertisement

6, Ở sợi thần kinh có bao myelin, tại sao phải có những đoạn phá vỡ gián đoạn bao myelin (nút Ranvier)?

Để điện thế hoạt động có thể dẫn truyền trên sợi thần kinh có bao myelin, nó phải có những đoạn bị phá vỡ bao myelin (nút Ranvier). Điện thế hoạt động thần kinh bao gồm khử cực (do mở kênh Na+ màng tế bào), theo đó là tái cực (do mở kênh K+ màng tế bào). Mở kênh cho phép dòng ion xuyên qua màng nó tạo ra sự khử cực và tái cực đặc trưng của điện thế hoạt động. Ở sợi thần kinh có bao myelin, kênh Na+ và K+ không được phân phối dọc theo toàn bộ màng sợi trục, nhưng nó tập trung tại nút Ranvier. Thật vậy, giữa các nút, sự cản của màng rất cao và dòng ion dương xu hướng chảy rất nhanh vào sợi trục thần kinh tới nút bên cạnh – nơi điện thế hoạt động tiếp theo được hình thành. Thật vậy, điện thế hoạt động xuất hiện thành các bước nhảy từ nút Ranvier này sang nút Ranvier tiếp theo => gọi là saltatory conduction ( dẫn muối). Nếu nó không phá vỡ bao myelin, nó sẽ không có vùng có kênh ion – nơi mà điện thế hoạt động xuất hiện lưu trữ đầy đủ sự khử cực.

7, Meg được chẩn đoán với multiple sclerosis, một bệnh lý của hệ thần kinh trung ương – các sợi trục mất đi bao myelin của chúng. Sự mất bao myelin thay đổi tốc độ dẫn truyền thần kinh như thế nào?

Multiple sclerosis là bệnh lý mất bao myelin phổ biến của hệ thần kinh trung ương. Mất bao myelin xung quanh thần kinh => giảm sự cản của màng => Điều này có nghĩa là dòng ion dương rò rĩ xuyên qua màng trong khi dẫn truyền electrotonic. Hay nói cách khác, dòng ion dương tan rã nhanh chống (giảm length constant – hằng số chiều dài) khi dòng ion đi vào trong sợi trục, và vì sự tan rã này, có thể làm hình thành không đầy đủ điện thế hoạt động khi nó di chuyển đến nút tiếp theo.

Case được dịch từ sách: Physiology cases and problems

Dựa trên bản dịch của: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ – Khoa Y ĐHQG TP.HCM

 

 

Advertisement
Print Friendly, PDF & Email

Giới thiệu khanhlinh29

Mình là Khánh Linh, sinh viên Y khoa. Hi vọng những bài đăng của mình có thể giúp ích cho mọi người!

Check Also

[Covid-19] SARS-CoV-2 xuất phát từ Ấn Độ?

Advertisement SARS-CoV-2 xuất phát từ Ấn Độ? Nguồn: GS. Nguyễn Văn Tuấn Một nhóm nghiên …