De agerande potential Det är ett kortvarigt elektriskt eller kemiskt fenomen som förekommer i hjärnans nervceller. Man kan säga att det är meddelandet som en neuron överför till andra nervceller.
Åtgärdspotentialen produceras i cellkroppen (kärnan), även kallad soma. Den färdas genom hela axonen (en förlängning av neuronen, liknar en tråd) tills den når sin ände, kallad terminal-knappen.
Åtgärdspotentialer på en given axon har alltid samma varaktighet och intensitet. Om axonen förgrenar sig i andra processer delar sig åtgärdspotentialen, men dess intensitet minskas inte.
När åtgärdspotentialen når neuronens terminalknappar utsöndrar de kemikalier som kallas neurotransmittorer. Dessa substanser exciterar eller inhiberar neuronet som tar emot dem och kan generera en åtgärdspotential i neuronet.
Mycket av det som är känt om neurons actionpotentialer kommer från experiment med jätte bläckfiskaxoner. Det är lätt att studera på grund av dess storlek, eftersom det sträcker sig från huvud till svans. De tjänar så att djuret kan röra sig.
Artikelindex
Neuroner har en annan elektrisk laddning inuti än utanför. Denna skillnad kallas Membranpotential.
När en neuron är i vilande potential, betyder att dess elektriska laddning inte förändras av excitatoriska eller hämmande synaptiska potentialer.
Å andra sidan, när andra potentialer påverkar det, kan membranpotentialen minskas. Detta kallas avpolarisering.
Tvärtom, när membranpotentialen ökar med avseende på sin normala potential, kallas ett fenomen hyperpolarisering.
När en mycket snabb reversering av membranpotentialen inträffar plötsligt, finns det en agerande potential. Detta består av en kort elektrisk impuls, som översätts till meddelandet som färdas genom neuronets axon. Det börjar i cellkroppen och når terminalknapparna.
Viktigt är att för att en åtgärdspotential ska inträffa måste elektriska förändringar nå en tröskel som kallas excitationströskel. Det är värdet på membranpotentialen som nödvändigtvis måste uppnås för att åtgärdspotentialen ska uppstå.
Under normala förhållanden är neuronen redo att ta emot natrium (Na +) inuti. Emellertid är dess membran inte särskilt permeabelt för denna jon..
Dessutom har de välkända "natrium-kaliumtransportörerna" ett protein som finns i cellmembranet som är ansvarigt för att avlägsna natriumjoner från det och införa kaliumjoner i det. Specifikt inför varje två natriumjoner det extraherar två kaliumjoner.
Dessa transportörer håller natriumnivåerna låga i cellen. Om cellens permeabilitet skulle öka och mer natrium plötsligt kom in i den skulle membranpotentialen förändras radikalt. Tydligen är det detta som utlöser en åtgärdspotential.
Specifikt skulle membranets permeabilitet för natrium ökas, dessa kommer in i neuronet. Samtidigt som detta skulle göra det möjligt för kaliumjoner att lämna cellen.
Celler har inbäddat många proteiner som kallas i sitt membran jonkanaler. Dessa har öppningar genom vilka joner kan komma in i eller lämna celler, även om de inte alltid är öppna. Kanaler stängs eller öppnas baserat på vissa händelser.
Det finns flera typer av jonkanaler, och var och en är vanligtvis specialiserad för att utföra vissa typer av joner exklusivt.
Till exempel kan en öppen natriumkanal passera mer än 100 miljoner joner per sekund..
Neuroner överför information elektrokemiskt. Detta innebär att kemikalier producerar elektriska signaler.
Dessa kemikalier har en elektrisk laddning, varför de kallas joner. De viktigaste i nervsystemet är natrium och kalium, som har en positiv laddning. Förutom kalcium (2 positiva laddningar) och klor (en negativ laddning).
Det första steget för att en åtgärdspotential ska inträffa är en förändring i cellens membranpotential. Denna ändring måste överstiga excitationsgränsen.
Specifikt finns det en minskning av membranpotentialen, som kallas depolarisering..
Som en konsekvens öppnas natriumkanaler inbäddade i membranet, vilket gör att natrium kan tränga in massivt in i neuronen. Dessa drivs av diffusionskrafter och elektrostatiskt tryck.
Eftersom natriumjoner är positivt laddade producerar de en snabb förändring i membranpotentialen.
Axonmembranet har både natrium- och kaliumkanaler. De senare öppnas dock senare eftersom de är mindre känsliga. Det vill säga, de behöver en högre nivå av depolarisering för att öppna och det är därför de öppnar senare.
Det kommer en tid då åtgärdspotentialen når sitt maximala värde. Från denna period blockeras och stängs natriumkanalerna.
De kommer inte längre att kunna öppna igen förrän membranet når sin vilopotential igen. Som ett resultat kommer inget mer natrium att kunna komma in i neuronet..
Kaliumkanalerna förblir emellertid öppna. Detta gör att kaliumjoner kan strömma genom cellen..
På grund av diffusion och elektrostatiskt tryck, då axonets inre är positivt laddat, skjuts kaliumjonerna ut ur cellen. Således återvinner membranpotentialen sitt vanliga värde. Så småningom stängs kaliumkanalerna.
Denna utgång av katjoner får membranpotentialen att återhämta sitt normala värde. När detta händer börjar kaliumkanalerna stängas igen..
Så snart membranpotentialen når sitt normala värde stängs kaliumkanalerna helt. Något senare återaktiveras natriumkanalerna som förberedelse för en annan depolarisering för att öppna dem.
Slutligen utsöndrar natrium-kaliumtransportörerna natrium som hade trängt in och återvunnit det kalium som tidigare hade lämnats.
Axonen består av en del av neuronen, en kabelliknande förlängning av neuronen. De kan vara för långa för att neuroner som är fysiskt långt ifrån varandra kan ansluta och skicka information till varandra..
Åtgärdspotentialen sprids längs axeln och når terminalknapparna för att skicka meddelanden till nästa cell. Om vi mätte intensiteten av åtgärdspotentialen från i olika delar av axonen, skulle vi upptäcka att dess intensitet förblir densamma i alla områden.
Detta inträffar eftersom axonal ledning följer en grundläggande lag: lagen om allt eller ingenting. Det vill säga en åtgärdspotential ges eller inte. När den väl har börjat färdas den genom hela axonet till slutet, alltid med samma storlek, den ökar eller minskar inte. Vad mer, om ett axon förgrenar sig, delas åtgärdspotentialen men bibehåller sin storlek..
Åtgärdspotentialer börjar i slutet av axonen som är fäst vid neurons soma. De reser vanligtvis bara i en riktning.
Du kanske undrar vid denna tidpunkt: om åtgärdspotentialen är en allt eller inget-process, hur uppträder vissa beteenden som muskelsammandragning som kan variera mellan olika intensitetsnivåer? Detta händer med lagen om frekvens.
Vad som händer är att en enda åtgärdspotential inte direkt ger information. Istället bestäms informationen av urladdningsfrekvensen eller avfyrningshastigheten för ett axon. Det vill säga den frekvens med vilken åtgärdspotentialer uppstår. Detta är känt som "frekvenslagen"..
Således skulle en hög frekvens av åtgärdspotentialer ge upphov till en mycket intensiv muskelkontraktion..
Detsamma är fallet med perception. Till exempel måste en mycket ljus visuell stimulans, som ska fångas, producera en hög "avfyrningshastighet" i axonerna fästa vid ögonen. På detta sätt speglar frekvensen av åtgärdspotentialen intensiteten hos en fysisk stimulans..
Därför kompletteras lagen om allt eller ingenting med lagen om frekvens.
Åtgärdspotentialer är inte de enda klasserna av elektriska signaler som förekommer i nervceller. När du till exempel skickar information via en synaps ges en liten elektrisk impuls i neuronmembranet som tar emot data..
Ibland kan en liten avpolarisering som är för svag för att producera en åtgärdspotential förändra membranpotentialen något..
Denna förändring minskar dock gradvis när den färdas genom axonen. I denna typ av informationsöverföring öppnas eller stängs varken natrium- eller kaliumkanalerna..
Således fungerar axonen som en sjökabel. När signalen sänds genom den minskar dess amplitud. Detta kallas ledning nedåt, och det uppstår på grund av axonets egenskaper..
Axonerna för nästan alla däggdjur är täckta av myelin. Det vill säga, de har segment omgivna av ett ämne som möjliggör nervledning, vilket gör det snabbare. Myelin sveper runt axonen utan att extracellulär vätska når den.
Myelin produceras i centrala nervsystemet av celler som kallas oligodendrocyter. Medan det i det perifera nervsystemet produceras av Schwann-celler.
Myelinsegmenten, kända som myelinmantlar, är uppdelade från varandra med kala områden på axonen. Dessa områden kallas Ranviers knölar och de är i kontakt med den extracellulära vätskan..
Åtgärdspotentialen överförs annorlunda i ett omyeliniserat axon (som inte täcks av myelin) än i ett myeliniserat.
Åtgärdspotentialen kan färdas genom det myelinbelagda axonala membranet på grund av trådens egenskaper. Axonen leder på detta sätt den elektriska förändringen från den plats där åtgärdspotentialen uppstår till nästa nod i Ranvier..
Denna förändring avtar något, men är tillräckligt stark för att orsaka en åtgärdspotential i nästa nodul. Denna potential utlöses eller upprepas sedan i varje nodul av Ranvier och transporterar sig genom det myeliniserade området till nästa nodul..
Denna typ av ledning av åtgärdspotentialer kallas saltledning. Dess namn kommer från det latinska "saltare", vilket betyder "att dansa". Konceptet beror på att impulsen verkar hoppa från nod till nod.
Denna typ av körning har sina fördelar. Först och främst för att spara energi. Natrium-kaliumtransportörer spenderar mycket energi på att dra överskott av natrium inifrån axonet under åtgärdspotentialer.
Dessa natrium-kaliumtransportörer är belägna i de områden av axonen som inte täcks av myelin. Men i en myeliniserad axon kan natrium bara komma in i Ranviers noder. Därför kommer mycket mindre natrium in, och därför måste mindre natrium pumpas ut, så natrium-kaliumtransportörerna måste arbeta mindre.
En annan fördel med myelin är hastighet. En åtgärdspotential genomförs snabbare i ett myeliniserat axon, eftersom impulsen "hoppar" från en nod till en annan utan att behöva gå igenom hela axonen.
Denna ökade hastighet får djur att tänka och reagera snabbare. Andra levande varelser, såsom bläckfisk, har axoner utan myelin som får fart på grund av en ökning av deras storlek. Tioarmade bläckfiskaxoner har en stor diameter (cirka 500 µm), vilket gör att de kan färdas snabbare (cirka 35 meter per sekund).
Men i samma hastighet rör sig åtgärdspotentialerna i axonerna hos katter, även om dessa endast har en diameter på 6 µm. Vad som händer är att dessa axoner innehåller myelin.
En myeliniserad axon kan genomföra åtgärdspotentialer med en hastighet av cirka 432 kilometer per timme, med en diameter på 20 µm..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.