Forplantning og faser handlingspotensial

Han Handlingspotensial Det er et kortsiktig elektrisk eller kjemisk fenomen som skjer i nevronene i hjernen vår. Det kan sies at det er budskapet som en nevron overfører til andre nevroner.

Handlingspotensialet forekommer i cellens kropp (kjernen), også kalt soma. Reis gjennom aksonet (nevronforlengelse, lik en kabel) til den når enden, kalt Terminal -knappen.

Handlingspotensialer i en viss akson har alltid samme varighet og intensitet. Hvis aksongrenene til andre utvidelser, blir handlingspotensialet delt, men intensiteten er ikke redusert.

Når handlingspotensialet når neuron terminalknappene, utskiller de kjemiske stoffer som kalles nevrotransmittere. Disse stoffene begeistrer eller hemmer nevronen som mottar dem, og kan generere et handlingspotensial i det nevronet.

Mye av det som er kjent om nevroner handlingspotensialer kommer fra eksperimenter utført med gigantiske blekksprutaksoner. Det er lett å studere etter størrelsen, siden den strekker seg fra hodet til halen. De tjener for at dyret skal bevege seg.

[TOC]

Nevronmembranpotensial

TIL. Skjematisk syn på et ideelt handlingspotensial. B. Reell registrering av et handlingspotensial. Kilde: I: Memenen/CC By-SA (http: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/)

Nevroner har forskjellig elektrisk ladning inne enn utenfor. Denne forskjellen kalles Membranpotensial.

Når en nevron er i Hvilepotensial, Det betyr at den elektriske ladningen ikke endres av eksitatoriske eller hemmende synaptiske potensialer.

På den annen side, når andre potensialer påvirker det, kan membranpotensialet reduseres. Dette er kjent som depolarisering.

Tvert imot, når membranpotensialet øker med hensyn til dets normale potensial, kalles et fenomen Hyperpolarisering.

Når en veldig rask investering av membranpotensial plutselig produseres, er det en Handlingspotensial. Dette består av en kort elektrisk impuls, som oversettes til meldingen som reiser gjennom nevronaksonet. Start i cellekroppen, og nå terminalknappene.

Nerveimpulsen reiser gjennom akson

Det er viktig å merke seg at for et handlingspotensial for å skje, må elektriske endringer nå en terskel, kalt eksitasjonsgrense. Dette er verdien av membranpotensialet som virkningspotensialet oppstår for å oppstå.

Ordning med en kjemisk synapse

Handlingspotensialer og endringer i ionnivået

En nevronmembranpermeabilitet under et handlingspotensial. Hvilestatus (1), natrium- og kaliumioner kan ikke passere gjennom membranen, og nevronen har en negativ belastning inni. Depolarisering (2) i nevronen aktiverer natriumkanalen, slik at natriumioner kan passere gjennom nevronmembranen. Repolarisering (3), der natriumkanaler stenger og kaliumkanaler åpnes, krysser kaliumioner membranen. Den ildfaste perioden (4), vender membranpotensialet tilbake til hviletilstanden når kaliumkanaler stenger. Kilde: Membranpermeabilitet av et nevron under et handlingspotensial.PDF og handlingspotensial, Cthompson02

Under normale forhold er nevronen forberedt på å motta natrium (Na+) inne. Imidlertid er membranen ikke veldig permeabel for dette ionet.

I tillegg har den de velkjente "natrium-potasy transportører" et protein som finnes i cellemembranen som er ansvarlig for å fjerne natriumioner fra det og introdusere kaliumioner i den. Spesifikt, for hver 3. natriumioner den trekker ut, introduserer to kalium.

Disse transportørene opprettholder et lavt natriumnivå inne i cellen. Hvis permeabiliteten til cellen øker og kommer inn i en større mengde natrium i den plutselig, vil membranpotensialet endre seg radikalt. Tilsynelatende er det dette som forårsaker et handlingspotensial.

Spesifikt ville membranpermeabiliteten til natrium øke, og gå inn i disse i nevronen. Selv om dette samtidig vil tillate kaliumioner å forlate cellen.

Hvordan endres disse permeabilitetene?

Cellene har innebygd i membranen deres mange proteiner som kalles ioniske kanaler. Disse har åpninger som ioner kan komme inn i eller forlate cellene, selv om de ikke alltid er åpne. Kanalene lukkes eller åpne i henhold til visse hendelser.

Kan tjene deg: hva som gjør det vanskelig å ta gratis beslutninger?

Det er flere typer ioniske kanaler, og hver og hver er vanligvis spesialisert for å føre til visse typer ioner.

For eksempel kan en åpen natriumkanal gå glipp av mer enn 100 millioner ioner per sekund.

Hvordan produseres handlingspotensialer?

Nevroner overfører elektrokjemisk informasjon. Dette betyr at kjemiske stoffer produserer elektriske signaler.

Disse kjemikaliene har elektrisk ladning, så de kalles ioner. Det viktigste i nervesystemet er natrium og kalium, som har en positiv belastning. I tillegg til kalsium (2 positive ladninger) og klor (en negativ belastning).

Endringer i membranpotensial

Det første trinnet for at handlingspotensial skal skje er en endring i cellemembranpotensialet. Denne endringen må overvinne eksitasjonsgrensen.

Spesifikt er det en reduksjon i membranpotensialet, som kalles depolarisering.

Åpning av natriumkanaler

Som en konsekvens er natriumkanaler innebygd i membranen åpen, slik at natrium kan være massivt inne i nevronen. Disse er drevet av elektrostatisk diffusjons- og trykkkrefter.

Ettersom natriumioner er positivt lastet, gir de en rask endring i membranpotensialet.

Kaliumkanalåpning

Axons -membranen har både natrium- og kaliumkanaler. Imidlertid åpner sistnevnte senere, fordi de er mindre følsomme. Det vil si at de trenger et høyere nivå av depolarisering for å åpne, og det er grunnen til at de åpner senere.

Lukking av natriumkanal

Det kommer en tid hvor handlingspotensialet når sin maksimale verdi. Fra denne perioden er natriumkanaler blokkert og lukket.

De kan ikke lenger åpne før membranen når hvilepotensialet igjen. Som en konsekvens kan ikke mer natrium komme inn i nevronen.

Kaliumkanallukking

Kaliumkanaler forblir imidlertid åpne. Dette gjør at kaliumioner kan strømme gjennom cellen.

På grunn av elektrostatisk diffusjon og trykk, ettersom innsiden av aksonet er positivt lastet, skyves kaliumioner inn i cellen. Dermed gjenoppretter membranpotensialet sin vanlige verdi. Litt etter litt stenger kaliumkanaler.

Denne kationutgangen får membranpotensialet til å gjenopprette normalverdien. Når dette skjer, begynner kaliumkanaler å stenge igjen.

På det tidspunktet membranpotensialet når sin normale verdi, er kaliumkanaler helt lukket. Noe senere blir natriumkanaler reaktivert forberedelse på at en annen depolarisering skal åpne dem.

Til slutt utskiller natrium-potassiumtransportører natrium som hadde kommet inn og gjenopprettet kaliumet som tidligere hadde kommet ut.

Hvordan er informasjon spredt gjennom akson?

Deler av et nevron. Kilde: Ingen maskinlesbar forfatter gitt. Nickgorton ~ Commonswiki antatt (basert på krav om opphavsrett))

Axonet består av en del av nevronen, en forlengelse av den som ligner på en kabel. De kan være veldig lange for å tillate nevroner som er fysisk eksterne, kan koble til og sende informasjon.

Kan tjene deg: musikalsk intelligens: egenskaper, eksempler, aktiviteter

Handlingspotensialet sprer seg langs aksonet og når terminalknappene for å sende meldinger til neste celle. Hvis vi måler intensiteten av handlingspotensialet fra forskjellige områder av aksonet, vil vi finne at intensiteten forblir den samme på alle områder.

Lov om alle eller ingenting

Dette skjer fordi aksonal ledning følger en grunnleggende lov: loven for alle eller ingenting. Det vil si at et handlingspotensial oppstår eller ikke forekommer. Når det starter, reiser du gjennom aksonet til det ekstreme alltid opprettholder samme størrelse, øker det ikke eller reduseres. Dessuten, hvis en akson grener, er handlingspotensialet delt, men opprettholder størrelsen.

Handlingspotensialene begynner på slutten av aksonet som er knyttet til neuronens soma. Normalt reiser de vanligvis i en retning.

Handlingspotensialer og atferd

Det er mulig at du på dette tidspunktet spør deg selv: Hvis handlingspotensialet er en prosess for alle eller ingenting, hvordan visse atferd som muskelsammentrekning som kan variere mellom forskjellige intensitetsnivåer oppstår? Dette skjer med frekvensloven.

Frekvenslov

Det som skjer er at et enkelt handlingspotensial ikke gir informasjon direkte. På den annen side bestemmes informasjonen av utladningsfrekvensen eller skuddhastigheten til et akson. Det vil si frekvensen som handlingspotensialer oppstår. Som er kjent som "frekvensloven".

Dermed vil en høy frekvens av handlingspotensialer føre til veldig intens muskelkontraksjon.

Det samme gjelder oppfatning. For eksempel må en veldig strålende visuell stimulans, som skal fanges, produsere en "skuddhastighet" i øynene knyttet til øynene. På denne måten gjenspeiler hyppigheten av handlingspotensialer intensiteten til en fysisk stimulans.

Derfor kompletteres loven i det hele tatt eller ingenting av frekvensloven.

Andre former for informasjonsutveksling

Handlingspotensialer er ikke den eneste typen elektriske signaler som oppstår i nevroner. Ved å sende informasjon gjennom en synapse er det for eksempel en liten elektrisk impuls i nevronmembranen som mottar dataene.

Synapse -ordningen. Kilde: Thomas Splettstoesser (www.Scistyle.com)

Ved visse anledninger, en liten depolarisering som er for svak til å produsere et handlingspotensial, kan den litt endre membranpotensialet.

Imidlertid reduseres denne endringen gradvis når den reiser gjennom akson. I denne typen informasjonsoverføring åpner verken natrium eller kaliumkanaler eller lukker.

Dermed fungerer aksonet som en undervannskabel. Når signalet overføres av det, synker bredden. Dette er kjent som avtagende ledning, og oppstår på grunn av aksonets egenskaper.

Handling og myelinpotensialer

Axoner av nesten alle pattedyr er dekket med myelin. Det vil si at de har segmenter omgitt av et stoff som tillater nervekjøring, noe som gjør det raskere. Myelin rulles rundt aksonet uten å la den ekstracellulære væsken nå den.

Det kan tjene deg: typer selvtillit

Myelin forekommer i sentralnervesystemet av celler som kalles oligodendrocytter. Mens, i det perifere nervesystemet, produserer Schwann -celler det.

Myelinsegmenter, kjent som myelinskjeder, er delt med hverandre av oppdagede aksonområder. Disse områdene kalles Ranvier -knuter og er i kontakt med ekstracellulær væske.

Handlingspotensialet overføres annerledes i et amielinisk akson (som ikke er dekket med myelin) enn i en myelinisk.

Handlingspotensialet kan reise gjennom den myelin -dekkede aksonale membranen gjennom kabelegenskaper. Axonet på denne måten gjennomfører den elektriske endringen fra stedet der handlingspotensialet oppstår til følgende Ranvier -nodule.

Denne endringen reduseres litt, men den er intens nok til å forårsake handlingspotensial i følgende nodule. Deretter utløses dette potensialet igjen eller gjentas i hver Ranvier -nodul, transporterer gjennom hele det honninginiserte området til neste nodule.

Denne typen kjøring av handlingspotensialer kalles saltkjøring. Hans navn kommer fra det latinske "hoppet", som betyr "dans". Konseptet er fordi impulsen ser ut til å hoppe fra nodule til nodule.

Fordeler med salting av kjøring for å overføre handlingspotensialer

Denne typen kjøring har sine fordeler. For det første for å spare energi. Natrium-potassiumtransportører bruker mye energi ved å trekke ut overflødig natrium inne i aksonet under handlingspotensialer.

Disse natrium-potassiumtransportørene ligger i aksonområdene som ikke er honningkake. I en myelinisert akson kan imidlertid natrium bare komme inn i Ranvier -nodulene. Derfor må mye mindre natrium inn, og på grunn av dette må mindre natrium pumpes, så natrium-potassiumtransportører må jobbe mindre.

En annen fordel med myelin er hastigheten. Et handlingspotensial kjører raskere i et myelinisert akson, siden impulsen "hopper" fra en nodul til en annen, uten å måtte passere gjennom hele aksonet.

Denne hastighetsøkningen får dyr til å tenke og reagere raskere. Andre levende vesener, for eksempel blekksprut, har aksoner uten myelin som oppnår hastighet på grunn av en økning i størrelse. Blekksprutaksonene har en stor diameter (ca. 500 um), noe som lar dem reise raskere (ca. 35 meter per sekund).

Imidlertid, med samme hastighet, reiser handlingspotensialer i katteaksoner, selv om de har en diameter på bare 6 um. Det som skjer er at disse aksonene inneholder myelin.

Et myelinisert akson kan drive handlingspotensialer med en hastighet på omtrent 432 kilometer i timen, med en diameter på 20 um.

Referanser

1. Handlingspotensialer. (s.F.). Hentet 5. mars 2017, fra Hyperphysics, Georgia State University: Hyperphysics.PHY-ASTR.GSU.Edu.
2. Carlson, n.R. (2006). Fysiologi av oppførsel 8. utg. Madrid: Pearson.
3. Chudler, e. (s.F.). Lys, kamera, potensiell handling. Hentet 5. mars 2017 fra University of Washington: Fakultet.Washington.Edu.
4. Stadier av handlingspotensialet. (s.F.). Hentet 5. mars 2017, fra Boundless: Boundless.com.