Eteneminen ja vaiheet toimintapotentiaali

Hän Toimintapotentiaali Se on lyhyen aikavälin sähkö- tai kemiallinen ilmiö, joka tapahtuu aivojemme neuroneissa. Voidaan sanoa, että on viesti, että neuroni välittää muille neuroneille.

Toimintapotentiaali tapahtuu solun kehossa (ydin), jota kutsutaan myös somalle. Matkusta koko aksonissa (neuronin pidentyminen, samanlainen kuin kaapeli), kunnes se saavuttaa päänsä, nimeltään päätepainike.

Tietyn aksonin toimintapotentiaalilla on aina sama kesto ja voimakkuus. Jos aksoni oksaa muihin laajennuksiin, toimintapotentiaali on jaettu, mutta sen voimakkuus ei vähene.

Kun toimintapotentiaali saavuttaa neuronin päätepainikkeet, ne erittävät kemiallisia aineita, joita kutsutaan neurotransmittereiksi. Nämä aineet innostavat tai estävät ne neuronia, joka saa ne neuronissa kyvyn tuottamaan toimintapotentiaalin.

Suuri osa neuronien toimintapotentiaalista tiedosta tulee kokeita, jotka suoritetaan jättiläisillä kalmariakseleilla. Se on helppo tutkia koon mukaan, koska se ulottuu päästä hännään. He palvelevat eläimen liikkumista.

[TOC]

Neuronikalvopotentiaali

-Lla. Kaaviokuva ihanteellisesta toimintapotentiaalista. B -. Todellinen tietue toimintapotentiaalista. Lähde: In: Memenen/CC BY-SA (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/)

Neuronien sisällä on erilainen sähkövaraus kuin ulkopuolella. Tätä eroa kutsutaan Kalvopotentiaali.

Kun neuroni on Lepopotentiaali, Se tarkoittaa, että sen sähkövarausta ei muutu herättävillä tai estävillä synaptisilla potentiaaleilla.

Toisaalta, kun muut potentiaalit vaikuttavat siihen, kalvopotentiaali voidaan vähentää. Tämä tunnetaan nimellä depolarisaatio.

Päinvastoin, kun kalvopotentiaali kasvaa normaalin potentiaalin suhteen, ilmiötä kutsutaan Hyperpolarisaatio.

Kun kalvopotentiaalin erittäin nopea sijoitus tuotetaan yhtäkkiä, on a Toimintapotentiaali. Tämä koostuu lyhyestä sähköisistä impulssista, joka tarkoittaa viestiä, joka kulkee neuroniakselin läpi kulkevan viestin. Aloita solun rungosta, saavuttamalla päätepainikkeet.

Hermo impulssi kulkee aksonin läpi

On tärkeää huomata, että toimintapotentiaalin tapahtumista sähköisten muutosten on saavutettava kynnysarvo, nimeltään virityskynnys. Tämä on sen kalvopotentiaalin arvo, johon toimintapotentiaali esiintyy.

Kemiallisen synapsin kaavio

Toimintapotentiaalit ja muutokset ionitasoissa

Neuronikalvon läpäisevyys toimintapotentiaalin aikana. Lepotila (1), natrium- ja kaliumioulit eivät voi kulkea kalvon läpi, ja neuronilla on negatiivinen kuorma sisällä. Neuronin depolarisaatio (2) aktivoi natriumkanavan, jolloin natriumionien kulkee hermosolujen läpi. Repolarisaatio (3), jossa natriumkanavat sulkeutuvat ja kaliumkanavat ovat avoinna, kaliumioulit ylittävät kalvon. Työskentävä ajanjakso (4), kalvopotentiaali palaa loputtilaan kaliumkanavien sulkemisina. Lähde: Neuronin kalvon läpäisevyys toimintapotentiaalin aikana.PDF ja toimintapotentiaali, Cthompson02

Normaaliolosuhteissa neuroni on valmis vastaanottamaan natriumia (Na+) sisällä. Sen kalvo ei kuitenkaan ole kovin läpäisevä tälle ionille.

Lisäksi siinä on tunnettu ”natriumpotasan kuljettajat” proteiini, joka löytyy solukalvosta, joka vastaa siitä natriumionien poistamisesta ja kaliumionien tuottamisesta siihen. Erityisesti jokaista kolmea natriumioonia varten se tuo kaksi kaliumia.

Nämä kuljettajat ylläpitävät alhaisen natriumtason solun sisällä. Jos solun läpäisevyys kasvaa ja syöttää suuremman määrän natriumia siihen yhtäkkiä, kalvopotentiaali muuttuu radikaalisti. Ilmeisesti tämä aiheuttaa toimintapotentiaalin.

Tarkemmin sanottu. Kun taas samalla se mahdollistaisi kaliumionien poistua solusta.

Kuinka nämä läpäisevyysmuutokset muuttuvat?

Solut ovat upottaneet kalvoonsa lukuisia proteiineja, joita kutsutaan ionikanavat. Näissä on aukkoja, joiden kautta ionit voivat tulla tai jättää solut, vaikka ne eivät aina ole avoimia. Kanavat sulkeutuvat tai avoinna tiettyjen tapahtumien mukaan.

Voi palvella sinua: mikä vaikeuttaa ilmaisten päätösten tekemistä?

Ionisia kanavia on useita tyyppejä, ja jokainen on yleensä erikoistunut johtamaan tietyntyyppisiä ioneja yksinomaan.

Esimerkiksi avoin natriumkanava voi unohtaa yli 100 miljoonaa ionia sekunnissa.

Kuinka toimintapotentiaalit tuotetaan?

Neuronit lähettävät sähkökemiallisesti tietoa. Tämä tarkoittaa, että kemialliset aineet tuottavat sähköisiä signaaleja.

Näillä kemikaaleilla on sähkövaraus, joten niitä kutsutaan ioneiksi. Hermoston tärkeimpiä ovat natrium ja kalium, joilla on positiivinen kuorma. Kalsiumin (2 positiivista varausta) ja kloorin lisäksi (negatiivinen kuorma).

Muutokset kalvopotentiaalissa

Ensimmäinen vaihe toimintapotentiaalin esiintymiselle on muutos solukalvopotentiaalissa. Tämän muutoksen on voitettava virityskynnys.

Erityisesti kalvopotentiaali vähenee, jota kutsutaan depolarisaatioksi.

Natriumkanavien avaaminen

Seurauksena on, että membraaniin upotetut natriumkanavat antavat natriumin olla massiivisesti neuronin sisällä. Näitä ohjaavat sähköstaattinen diffuusio ja painevoimat.

Koska natriumioneja on ladattu positiivisesti, ne aiheuttavat nopean muutoksen kalvopotentiaalissa.

Kaliumkanavan aukko

Aksonikalvossa on sekä natrium- että kaliumkanavat. Jälkimmäinen auki myöhemmin, koska ne ovat vähemmän herkkiä. Toisin sanoen he tarvitsevat korkeamman depolarisaation avaamisen, ja siksi he avautuvat myöhemmin.

Natriumkanavan sulkeminen

Tulee aika, jolloin toimintapotentiaali saavuttaa maksimiarvonsa. Tästä ajanjaksosta natriumkanavat on estetty ja suljettu.

Ne eivät voi enää avautua, kunnes kalvo saavuttaa lepopotentiaalin uudelleen. Seurauksena ei enää natriumia pääsyä neuroniin.

Kaliumkanavan sulkeminen

Kaliumkanavat ovat kuitenkin avoinna. Tämä antaa kaliumionien virtata solun läpi.

Sähköstaattisen diffuusion ja paineen takia, koska aksonin sisäpuoli on positiivisesti ladattu, kaliumioulit työnnetään soluun. Siten kalvopotentiaali palauttaa tavanomaisen arvonsa. Vähitellen kaliumkanavat sulkeutuvat.

Tämä kationin lähtö tekee kalvopotentiaalista palauttamaan normaalin arvon. Kun näin tapahtuu, kaliumkanavat alkavat sulkea uudelleen.

Tuolloin, kun membraanipotentiaali saavuttaa normaalin arvon, kaliumkanavat ovat täysin suljettuja. Jotain myöhemmin, natriumkanavat aktivoidaan uudelleen toiseen depolarisaatioon niiden avaamiseksi.

Lopuksi, natrium-puntasessiumin kuljettajat erittävät natriumia, joka oli saapunut ja palauttanut aikaisemmin ilmestyneen kaliumin.

Kuinka tiedot leviävät aksonin läpi?

Neuronin osat. Lähde: Ei konetta luettavissa olevaa kirjailijaa. Nickgorton ~ commonswiki oletettu (tekijänoikeusvaatimusten perusteella)

Aksoni koostuu neuronin osasta, sen jatkoa samanlainen kuin kaapeli. Ne voivat olla hyvin pitkiä sallia fyysisesti etäällä olevat neuronit voivat muodostaa yhteyden ja lähettää tietoja.

Voi palvella sinua: musiikillinen älykkyys: ominaisuudet, esimerkit, aktiviteetit

Toimintapotentiaali leviää aksonia pitkin ja saavuttaa päätepainikkeet viestien lähettämiseksi seuraavaan soluun. Jos mittaamme toimintapotentiaalin voimakkuuden akselin eri alueilta, havaitsemme, että sen voimakkuus pysyy samana kaikilla alueilla.

Kaikkien tai ei mitään

Tämä tapahtuu siksi, että aksonaalinen johtavuus noudattaa peruslaki: kaikkien tai ei mitään. Eli toimintapotentiaali tapahtuu tai ei tapahdu. Kun se alkaa, matkusta koko aksoniin äärimmäiseen ylläpitäen aina saman kokoa, se ei kasva tai vähennä. Lisäksi, jos aksonia haarat, toimintapotentiaali on jaettu, mutta ylläpitää sen kokoa.

Toimintapotentiaalit alkavat neuronin somaan kiinnittyneen aksonin lopusta. Normaalisti he kulkevat yleensä yhteen suuntaan.

Toimintapotentiaalit ja käyttäytyminen

On mahdollista, että tässä vaiheessa kysyt itseltäsi: jos toimintapotentiaali on kaikkien tai ei mitään prosessi, kuinka tietyt käyttäytymiset, kuten lihasten supistuminen, voivat vaihdella eri intensiteettitasojen välillä? Tämä tapahtuu taajuuden laki.

Tiheyslaki

Mitä tapahtuu, on se, että yksi toimintapotentiaali ei tarjoa tietoa suoraan. Toisaalta tiedot määritetään akselin purkaustaajuuden tai laukausnopeuden perusteella. Eli taajuus, jolla toimintapotentiaalit tapahtuvat. Se tunnetaan "taajuuslaki".

Siten korkea toimintapotentiaalin tiheys johtaisi erittäin voimakkaaseen lihasten supistumiseen.

Sama pätee havaintoon. Esimerkiksi erittäin loistava visuaalinen ärsyke, joka on vangittu, on tuotettava silmiin kytkettyihin silmiin ”laukausnopeus”. Tällä tavoin toimintapotentiaalien taajuus heijastaa fyysisen ärsykkeen voimakkuutta.

Siksi tiheyslaki täydentää lakia lainkaan tai mitään.

Muut tiedonvaihdon muodot

Toimintapotentiaalit eivät ole ainoita neuroneissa esiintyviä sähköisiä signaaleja. Esimerkiksi lähettämällä tietoja synapsin kautta, neuronikalvossa on pieni sähköinen impulssi, joka vastaanottaa tiedot.

Synapsijärjestelmä. Lähde: Thomas Splettstoesser (www.Scistyle.com)

Tietyissä tilanteissa lievä depolarisaatio, joka on liian heikko toimintapotentiaalin tuottamiseksi, se voi hieman muuttaa kalvopotentiaalia.

Tämä muutos kuitenkin vähenee vähitellen, kun se kulkee aksonin läpi. Tämän tyyppisissä tiedonsiirrossa ei avattu natrium- tai kaliumkanavia.

Siten aksoni toimii vedenalaisena kaapelina. Kun signaali välittää sen, sen leveys laskee. Tätä kutsutaan väheneväksi johtavuuteen, ja se tapahtuu aksonin ominaisuuksista.

Toiminta- ja myeliinipotentiaalit

Lähes kaikkien nisäkkäiden aksonit peitetään myeliinillä. Toisin sanoen heillä on segmentit, joita ympäröi aine, joka sallii hermojen ajamisen, mikä tekee siitä nopeamman. Myeliini rullataan akselin ympäri antamatta solunulkoisen nesteen saavuttaa sen.

Se voi palvella sinua: itsetuntotyypit

Myeliiniä esiintyy keskushermostossa soluissa, joita kutsutaan oligodendrosyyteiksi. Kun taas ääreishermostossa Schwann -solut tuottavat sen.

Myeliinisegmentit, jotka tunnetaan nimellä myeliini -vaipat, jaetaan toistensa kanssa löydetyillä aksonialueilla. Näitä alueita kutsutaan Ranvier -kyhmyiksi ja ne ovat kosketuksissa solunulkoisen nesteen kanssa.

Toimintapotentiaali siirretään eri tavalla amielinic -aksoniksi (jota ei ole peitetty myeliinillä) kuin myeliniciin.

Toimintapotentiaali voi kulkea myeliinin peittämän aksonaalisen kalvon läpi kaapelin ominaisuuksien kautta. Tällä tavalla aksoni suorittaa sähkömuutoksen paikasta, jossa toimintapotentiaali tapahtuu seuraavaan Ranvier -kyhmyyn.

Tämä muutos vähenee hiukan, mutta se on riittävän voimakas aiheuttamaan toimintapotentiaalia seuraavassa kyhmyssä. Sitten tämä potentiaali laukaistaan ​​uudelleen tai toistetaan jokaisessa Ranvier -kyhmyssä, kuljettaen koko hunaja -alueella seuraavaan kyhmyyn asti.

Tällaista toimintapotentiaalien ajoa kutsutaan suolavaroiksi. Hänen nimensä on peräisin latinalaisesta "hyppy", mikä tarkoittaa "tanssia". Konsepti johtuu siitä, että impulssi näyttää hyppäävän kyhmyltä kyhmyyn.

Ajojen suolaamisen edut toimintapotentiaalien siirtämiseen

Tämän tyyppisellä ajolla on etuja. Ensinnäkin energian säästäminen. Natrium-potaskiumin kuljettajat käyttävät paljon energiaa uuttamalla ylimääräistä natriumia aksonin sisällä toimintapotentiaalien aikana.

Nämä natrium-potsiom-kuljettajat sijaitsevat aksonialueilla, jotka eivät ole hunajakennoja. Myelinisoidussa aksonissa natrium voi kuitenkin päästä vain Ranvier -kyhmyihin. Siksi paljon vähemmän natriumia tulee, ja tämän vuoksi on pumpattava vähemmän natriumia, joten natrium-korkeatasoisen kuljettajien on työskenneltävä vähemmän.

Toinen myeliinin etu on nopeus. Toimintapotentiaali ajaa nopeammin myelinisoidussa aksonissa, koska impulssi "hyppää" kyhmästä toiseen, joutumatta kulkemaan koko aksonin läpi.

Tämä nopeuden nousu saa eläinten ajattelemaan ja reagoimaan nopeammin. Muilla elävilla olennoilla, kuten kalmarilla, on aksonit ilman myeliiniä, jotka saavuttavat nopeuden koon nousun vuoksi. Kalmarin aksonien halkaisija on suuri (noin 500 um), mikä antaa niiden kulkea nopeammin (noin 35 metriä sekunnissa).

Samalla nopeudella toimintapotentiaalit kulkevat kuitenkin kissan aksoneissa, vaikka niiden halkaisija on vain 6 um. Mitä tapahtuu, on se, että nämä aksonit sisältävät myeliiniä.

Myelinoitu aksoni voi ajaa toimintapotentiaalia nopeudella noin 432 kilometriä tunnissa, halkaisija 20 um.

Viitteet

1. Toimintapotentiaalit. (S.F.-A. Haettu 5. maaliskuuta 2017, hyperfysiikasta, Georgian osavaltion yliopisto: Hyperphysics.Phy-Astr.GSU.Edu.
2. Carlson, n.R -. (2006). Käyttäytymisen fysiologia 8. ed. Madrid: Pearson.
3. Chudler, E. (S.F.-A. Lights, kamera, potentiaalinen toiminta. Haettu 5. maaliskuuta 2017 Washingtonin yliopistosta: Tiedekunta.Washington.Edu.
4. Toimintapotentiaalin vaiheet. (S.F.-A. Haettu 5. maaliskuuta 2017, rajaton: Rajaton.com.