Az idegsejtek kommunikációja elengedhetetlen az idegrendszer megfelelő működéséhez. Az akciós potenciál, amely egy rövid elektromos impulzus formájában terjed az axon mentén, alapvető szerepet játszik az információ továbbításában más idegsejtek, mirigyek vagy izmok felé. E folyamat jelentős zavarai komoly egészségügyi problémákhoz, például epilepsziához és izomgyengeséghez vezethetnek. Érdekes módon, az axonok nem egyenletes struktúrával rendelkeznek, hanem inkább egy egyenetlen gyöngyfüszerű mintázattal, amelynek különböző átmérőjű szakaszai vannak. Ez a variabilitás hatással van az elektromos jelek terjedésére, és alapjaiban befolyásolja az akciós potenciál lefutását.

A Kutatások Színhelye

A HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (HUN-REN KOKI) legújabb kutatása, Szabadics János vezetésével, modern technológiák alkalmazásával vizsgálta az akciós potenciálokat az axon különböző átmérőjű szakaszaiban. Korábban az axonok rendkívül kicsi mérete miatt nem volt lehetőség a részletes mérések elvégzésére.

Elsődlegesen a hippokampusz gyönyörű, moharos axonjaival foglalkoztak, amelyek nemcsak kicsi méretű végződéseket tartalmaznak, hanem különösen nagy méretű óriás terminálisokat is. A kutatók elektrofiziológiai mérésekkel, optikai technikák segítségével és számítástechnikai elemzésekkel mutatták ki, hogy az akciós potenciál alakja állandó marad.

Állandóság a Változóságban

A kutatás során kiderült, hogy az akciós potenciál alakjának állandóságáért bizonyos ioncsatornák egyenlőtlen eloszlása felelős. Különösen a káliumcsatornák egy speciális csoportja, az úgynevezett Kv1 család, nem működik egyenletesen az axonok mentén. A keskenyebb szakaszokon, ahol az elektromos jel természeténél fogva lassulna, a Kv1 hatása fokozódik, így felgyorsítja az akciós potenciál lefutását. Ennek következtében a jel alakja bármilyen átmérőjű szakaszon egységes marad, és a kutatók ezt „digitális” jelképviselőként emelik ki.

A kutatók az akciós potenciálokat más típusú axonokban is megvizsgálták, amelyek nem rendelkeznek különösen nagy struktúrákkal, de az átmérőjük változatos, hasonlóan a leginkább ismert idegsejtek axonnyúlványaihoz. Megállapították, hogy míg az akciós potenciál alakja különböző axontípusok között változó lehet, egy adott axontípuson belül az átmérő nem befolyásolja a jel alakját. Ez a felfedezés új megvilágításba helyezi az idegsejtek működését, és segíthet a neurológiai betegségek kezelésében.

A Jövő Irányai

A HUN-REN KOKI kutatásának eredményei kulcsszerepet játszhatnak az idegrendszeri kutatások jövőbeli irányában. Az ioncsatornák sűrűségének szabályozása lehet a kulcs ahhoz, hogy az idegsejtek különböző átmérőjű axonjaiban egységes jelek haladhassanak át, ezzel javítva a neuronális kommunikációt és lehetséges terápiákat nyújtva a neurológiai zavarok kezelésében.