Šírenie a fázy akčný potenciál

On Akčný potenciál Je to krátkodobý elektrický alebo chemický jav, ktorý sa deje v neurónoch nášho mozgu. Dá sa povedať, že je to správa, že neurón prenáša do iných neurónov.

Akčný potenciál sa vyskytuje v tele bunky (jadro), tiež nazývaný soma. Cestujte po celom axóne (predĺženie neurónov, podobné káblovi), až kým nedosiahne svoj koniec, nazývané terminálové tlačidlo.

Akčné potenciály v určitom axóne majú vždy rovnaké trvanie a intenzitu. Ak sa axón vetví do iných rozšírení, akčný potenciál je rozdelený, ale jeho intenzita sa nezníži.

Keď akčný potenciál dosiahne tlačidlá neurónového terminálu, vylučujú chemické látky nazývané neurotransmitery. Tieto látky vzrušujú alebo inhibujú neurón, ktorý ich prijíma, a je schopný vyvolať akčný potenciál v tomto neuróne.

Veľa z toho, čo je známe o akčných potenciáloch neurónov, pochádza z experimentov vykonaných s obrovskými axónmi chobotnice. Je ľahké študovať podľa jeho veľkosti, pretože sa rozširuje od hlavy k chvostu. Slúžia pre zvieratá na pohybe.

[TOC]

Neurónový membránový potenciál

Do. Schematický pohľad na ideálny akčný potenciál. B. Skutočný záznam akčného potenciálu. Zdroj: In: Memenen/CC By-SA (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/)

Neuróny majú vo vnútri iný elektrický náboj ako vonku. Tento rozdiel sa volá Membránový potenciál.

Keď je neurón v Potenciál odpočinku, To znamená, že jeho elektrický náboj sa nezmení excitačnými alebo inhibičnými synaptickými potenciálmi.

Na druhej strane, keď ho ovplyvňujú ďalšie potenciály, môže sa membránový potenciál znížiť. Toto je známe ako depolarizácia.

Naopak, keď sa membránový potenciál zvyšuje vzhľadom na jeho normálny potenciál, nazýva sa jav Hyperpolarizácia.

Keď sa náhle vytvorí veľmi rýchla investícia membránového potenciálu, existuje Akčný potenciál. Skladá sa z krátkeho elektrického impulzu, ktorý sa prekladá do správy, ktorá prechádza neurónovým axónom. Začnite v tele bunky a dosiahnite terminálne tlačidlá.

Nervový impulz prechádza cez axón

Je dôležité poznamenať, že na to, aby sa vyskytol akčný potenciál, musia elektrické zmeny dosiahnuť prahovú hodnotu nazývanú excitačná prahová hodnota. Toto je hodnota membránového potenciálu, ku ktorému dôjde akčný potenciál.

Schéma chemickej synapsie

Akčné potenciály a zmeny úrovní iónov

Priepustnosť neurónovej membrány počas akčného potenciálu. Stav odpočinku (1), ióny sodíka a draslíka nemôžu prejsť membránom a neurón má vo vnútri negatívne zaťaženie. Depolarizácia (2) neurónu aktivuje sodný kanál, čo umožňuje sodný ión prechádzať cez neurónovú membránu. Repolarizácia (3), kde sú sodné kanály zatvárané a draslíkové kanály, draslíkové ióny prechádzajú cez membránu. Refraktérna perióda (4), membránový potenciál sa vracia do stavu pokoja, keď sa draslíkové kanály zatvárajú. Zdroj: Priepustnosť membrány neurónu počas akčného potenciálu.PDF a akčný potenciál, Cthompson02

Za normálnych podmienok je neurón pripravený dostávať sodík (Na+) vo vnútri. Jeho membrána však nie je pre tento ión príliš priepustná.

Okrem toho má dobre známe „transportéry sodíka-potámy“ proteín nachádzajúci sa v bunkovej membráne, ktorý je zodpovedný za odstránenie sodíkových iónov z neho a do nej zavedenie iónov draslíka. Konkrétne za každé 3 sodné ióny, ktoré extrahuje, predstavuje dva draslíky.

Tieto transportéry udržiavajú nízku hladinu sodíka vo vnútri bunky. Ak sa permeabilita bunky zvýši a náhle vstúpi do väčšieho množstva sodíka, membránový potenciál by sa radikálne zmenil. Zrejme to spôsobuje akčný potenciál.

Konkrétne by sa zvýšila permeabilita membrány na sodík, pričom by ich vstúpila do neurónu. Zatiaľ čo by to zároveň umožnilo draslíkové ióny opustiť bunku.

Ako sa tieto zmeny priepustnosti?

Bunky boli zabudované do ich membrány početné proteíny nazývané iónové kanály. Majú otvory, cez ktoré môžu ióny vstupovať alebo opustiť bunky, hoci nie sú vždy otvorené. Kanály sa zatvárajú alebo otvorené podľa určitých udalostí.

Môže vám slúžiť: Čo sťažuje prijímanie bezplatných rozhodnutí?

Existuje viac typov iónových kanálov a každý z nich sa zvyčajne špecializuje tak, aby viedla k výlučne určitými typmi iónov.

Napríklad otvorený sodný kanál môže vynechať viac ako 100 miliónov iónov za sekundu.

Ako sa vytvárajú akčné potenciály?

Neuróny prenášajú elektrochemicky informácie. To znamená, že chemické látky produkujú elektrické signály.

Tieto chemikálie majú elektrický náboj, takže sa nazývajú ióny. Najdôležitejšie v nervovom systéme sú sodík a draslík, ktoré majú pozitívnu záťaž. Okrem vápnika (2 kladné náboje) a chlóru (záporné zaťaženie).

Zmeny v membránovom potenciáli

Prvým krokom pre akčný potenciál je zmena potenciálu bunkovej membrány. Táto zmena musí prekonať prah excitácie.

Konkrétne dochádza k zníženiu membránového potenciálu, ktorý sa nazýva depolarizácia.

Otvorenie sodíkových kanálov

V dôsledku toho sodné kanály zabudované do otvorenej membrány, čo umožňuje sodík masívne vo vnútri neurónu. Tieto sú poháňané elektrostatickou difúziou a tlakovými silami.

Keďže sa sodné ióny pozitívne načítajú, vytvárajú rýchlu zmenu membránového potenciálu.

Otváranie draslíka

Membrána axónov má kanály sodíka aj draslíka. Druhý sa však otvoria neskôr, pretože sú menej citlivé. To znamená, že na otvorenie potrebujú vyššiu úroveň depolarizácie, a preto sa otvárajú neskôr.

Zatvorenie sodíka

Prichádza čas, keď akčný potenciál dosiahne svoju maximálnu hodnotu. Od tohto obdobia sú sodné kanály blokované a zatvorené.

Už sa nemôžu otvoriť, kým membrána nedosiahne pokojový potenciál. V dôsledku.

Uzatvorenie draslíka

Draslíkové kanály však zostávajú otvorené. To umožňuje, aby ióny draslíka pretekali bunkou.

V dôsledku elektrostatickej difúzie a tlaku, keď sa vo vnútri axónu pozitívne zaťaže, ióny draslíka sa tlačia do bunky. Membránový potenciál teda obnovuje svoju obvyklú hodnotu. Kannels draslíka sa zatvára málo zatvára.

Tento výstup katiónu spôsobí, že membránový potenciál obnoví svoju normálnu hodnotu. Ak k tomu dôjde, draslíkové kanály sa začnú znova zatvárať.

V čase, keď membránový potenciál dosiahne svoju normálnu hodnotu, sú kanály draslíka úplne zatvorené. Neskôr sa sodné kanály reaktivujú a pripravujú sa na ďalšiu depolarizáciu, aby ich otvorili.

Nakoniec transportéry sodíka-draslíka vylučujú sodík, ktorý vstúpil, a obnoví draslík, ktorý predtým vyšiel.

Ako sa informácie šíria cez axón?

Časti neurónu. Zdroj: K dispozícii nie je žiadny stroj na čítanie stroja. Nickgorton ~ Commonswiki predpokladal (na základe nárokov na autorské práva)

Axón pozostáva z časti neurónu, čo je jeho rozšírenie podobné káblu. Môžu byť veľmi dlho, aby umožnili neuróny, ktoré sú fyzicky vzdialené, môžu pripojiť a odosielať informácie.

Môže vám slúžiť: hudobná inteligencia: charakteristiky, príklady, aktivity

Akčný potenciál sa šíri pozdĺž axónu a dosahuje terminálové tlačidlá na odosielanie správ do ďalšej bunky. Ak zmeráme intenzitu akčného potenciálu z rôznych oblastí axónu, zistili by sme, že jeho intenzita zostáva rovnaká vo všetkých oblastiach.

Zákon všetkých alebo nič

K tomu dochádza, pretože axonálne vedenie sleduje základný zákon: zákon všetkých alebo nič. To znamená, že sa vyskytuje akčný potenciál alebo sa nevyskytuje. Akonáhle sa začne, prejdite po celom axóne do svojho extrému a vždy udržiava rovnakú veľkosť, nezvyšuje sa ani neznižuje. Okrem toho, ak je axónový vetvy, akčný potenciál je rozdelený, ale zachováva si svoju veľkosť.

Akčné potenciály sa začínajú na konci axónu, ktorý je pripevnený k soma neurónu. Normálne zvyčajne cestujú jedným smerom.

Potenciály konania a správania

Je možné, že v tomto okamihu sa pýtate sami seba: ak je akčný potenciál procesom všetkých alebo ničím, ako sa vyskytnú určité správanie, ako je kontrakcia svalov, ktorá sa môže meniť medzi rôznymi úrovňami intenzity? To sa deje podľa zákona frekvencie.

Frekvenčný zákon

Čo sa stane, je to, že jediný akčný potenciál neposkytuje informácie priamo. Na druhej strane informácie sú určené frekvenciou výboja alebo rýchlosti výstrelu axónu. To znamená frekvencia, v ktorej sa vyskytujú akčné potenciály. To je známe ako „zákon o frekvencii“.

Vysoká frekvencia akčných potenciálov by teda viedla k veľmi intenzívnej svalovej kontrakcii.

To isté platí pre vnímanie. Napríklad, veľmi brilantný vizuálny stimul, ktorý sa má zachytiť, musí v očiach vytvárať „rýchlosť výstrelu“ spojenú s očami. Týmto spôsobom frekvencia akčných potenciálov odráža intenzitu fyzického stimulu.

Preto zákon alebo nič nie je dopĺňané zákonom o frekvencii.

Iné formy výmeny informácií

Akčné potenciály nie sú jediným druhom elektrických signálov, ktoré sa vyskytujú v neurónoch. Napríklad zasielaním informácií prostredníctvom synapsie je v neurónovej membráne malý elektrický impulz, ktorý prijíma údaje.

Schéma. Zdroj: Thomas Splettstoesser (www.Sliepka.com)

Pri určitých príležitostiach, mierna depolarizácia, ktorá je príliš slabá na to, aby vytvorila akčný potenciál, môže mierne zmeniť membránový potenciál.

Táto zmena sa však postupne znižuje, keď cestuje cez axón. Pri tomto type prenosu informácií nie je ani sodný ani draslík.

Axón teda pôsobí ako podvodný kábel. Pretože signál prenáša, jeho šírka klesá. Toto je známe ako klesajúce vedenie a vyskytuje sa v dôsledku charakteristík axónu.

Akcia a myelínové potenciály

Axóny takmer všetkých cicavcov sú pokryté myelínom. To znamená, že majú segmenty obklopené látkou, ktorá umožňuje nerv. Myelín sa valí okolo axónu bez toho, aby ju nechávala extracelulárna tekutina.

Môže vám slúžiť: typy sebaúcty

Myelín sa vyskytuje v centrálnom nervovom systéme bunkami nazývanými oligodendrocyty. Zatiaľ čo v periférnom nervovom systéme to Schwannove bunky produkujú.

Myelinové segmenty, známe ako myelínové plášťa, sú navzájom rozdelené objavenými oblasťami axónov. Tieto oblasti sa nazývajú Ranvierské uzly a sú v kontakte s extracelulárnou tekutinou.

Akčný potenciál sa prenáša inak na amielinický axón (ktorý nie je pokrytý myelínom) ako v myelinic.

Akčný potenciál môže prechádzať cez axonálnu membránu pokrytú myelínom prostredníctvom vlastností kábla. Axón týmto spôsobom vykonáva elektrickú zmenu z miesta, kde sa akčný potenciál vyskytuje na nasledujúcom Ranvierovom uzde.

Táto zmena sa mierne zníži, ale je dostatočne intenzívna na to, aby spôsobila akčný potenciál v nasledujúcom uzle. Potom sa tento potenciál znova spustí alebo sa opakuje v každom Ranvierovom uzde a prepravuje sa po celej medovej oblasti až do nasledujúceho uzla.

Tento druh riadenia akčného potenciálu sa nazýva slaná jazda. Jeho meno pochádza z latinského „skoku“, čo znamená „tanec“. Koncept je, že sa zdá, že impulz skočil z uzlov na uzol.

Výhody solitia jazdy na prenos akčných potenciálov

Tento typ jazdy má svoje výhody. Po prvé, ušetriť energiu. Transportéry sodíka-draslíka trávia veľa energie extrahovaním prebytočného sodíka vo vnútri axónu počas akčných potenciálov.

Tieto transportéry sodíka-draslíka sú umiestnené v oblastiach axónov, ktoré nie sú voštinové. Avšak v myelinizovanom axóne môže sodík vstúpiť iba do Ranvierových uzlov. Preto vstupuje oveľa menej sodíka, a preto sa musí čerpať menej sodíka, takže transportéry sodného-draslíka musia pracovať menej.

Ďalšou výhodou myelin je rýchlosť. Akčný potenciál jazdí rýchlejšie v myelinizovanom axone, pretože impulz „skočí“ z jedného uzla na druhý, bez toho, aby musel prechádzať celým axónom.

Táto rýchlosť zvyšuje zvyšovanie, ktoré zvieratá premýšľa a reagujú rýchlejšie. Ostatné živé bytosti, ako napríklad chobotnica, majú axóny bez myelínu, ktoré dosahujú rýchlosť v dôsledku zvýšenia veľkosti. Shapidové axóny majú veľký priemer (asi 500 um), čo im umožňuje rýchlejšie cestovať (asi 35 metrov za sekundu).

Pri rovnakej rýchlosti však akčné potenciály cestujú v axónoch mačiek, hoci majú priemer iba 6 µm. Čo sa stane, že tieto axóny obsahujú myelín.

Myelinizovaný axón môže viesť akčné potenciály rýchlosťou asi 432 kilometrov za hodinu, s priemerom 20 um.

Odkazy

1. Akčné potenciály. (s.F.). Získané 5. marca 2017 z Hyperfyziky, Georgia State University: Hyperfyzika.Fytrický.Gsu.Edu.
2. Carlson, n.R. (2006). Fyziológia správania 8. vydanie. Madrid: Pearson.
3. Chudler, e. (s.F.). Lightts, fotoaparát, potenciálna akcia. Získané 5. marca 2017 z University of Washington: Fakulta.Washington.Edu.
4. Fázy akčného potenciálu. (s.F.). Získané 5. marca 2017, od Boundless: Boundless.com.