14 марта 2007
Z Гранит науки Все выпуски

Физики из Института Нильса Бора в Копенгагене (Niels Bohr Institute at Copenhagen University) опровергают общепринятое представление о природе нервного импул


Время выхода в эфир: 14 марта 2007, 00:00

Любой физиолог вам скажет, что функционирующее нервное волокно передает электрический импульс. Но с точки зрения физики, а именно термодинамики, при такой передаче должно производиться тепло. Биолог Томас Хеймбург (Thomas Heimburg), ссылаясь на некие экспериментальные данные, утверждает, что этого не происходит. А посему в стремлении установить истинные механизмы, управляющие работой нерва, он объединил усилия с физиком-теоретиком Эндрю Джексоном (Andrew D. Jackson). Сейчас эти исследователи склонны считать, что нервные импульсы гораздо проще описать как механические, что полностью противоречит традиционным биологическим представлениям. Феномен нервной передачи, за объяснение которого была присуждена не одна Нобелевская премия (последняя – в 2003, за открытие ионных каналов мембраны живой клетки), предполагает, что импульс поступает с одного конца нерва на другой через электрически заряженные составляющие растворимых солей, т.е. ионы, которые проходят по своим каналам в мембране. А в состав мембраны входят липиды, состояние которых, в зависимости от температуры, может меняться от жидкого к твердому. И подобно тому, как добавление соли снижает точку замерзания воды, молекулы, находящиеся в мембране, могут влиять на точку изменения фазового состояния липидов мембраны. На этом допущении строится новый, физический взгляд на работу нерва.

Датские физики решили, что механическим импульсом, который служит нервной передаче, может быть звук, но не просто звуковая волна, а волна определенного свойства – солитон. Это так называемая уединенная волна, которая в особых физических средах сохраняет неизменной свою форму и скорость при распространении. Ученые обнаружили, что точка замерзания липидов клеточной мембраны точно подходит для условий существования звукового солитона. К такому же выводу их привели и теоретические вычисления: нервные импульсы – это звуковые импульсы. Что касается анестезии, т.е. обезболивания или притупления чувствительности нервов, то здесь физики обращают внимание на химическое разнообразие веществ, используемых для наркоза, т.е. достижение одного и того же эффекта разными веществами. Они нашли объяснение и этому кажущемуся парадоксу. Действие анестетиков, по их мнению, заключается в изменении все той же точки плавления мембранных липидов, которое может привести к невозможности распространения звуковой волны, т.е. к бесчувственности нерва. Неправдоподобно, но опубликовано в рецензируемом биофизическом журнале (Biophys. J. BioFAST: First Published February 9, 2007).



Самое обсуждаемое

Популярное за неделю

Сегодня в эфире