Tindakan berpotensi mesej neuron

The potensi tindakan ia adalah fenomena elektrik atau kimia yang berpanjangan di neuron otak kita. Ia boleh dikatakan bahawa ia adalah mesej yang akan dihantar ke neuron lain.

Ia dihasilkan dalam badan sel (nukleus), juga dipanggil soma. Perjalanan melalui seluruh akson (lanjutan dari neuron, sama dengan kabel) hingga akhir, dipanggil butang terminal.

Potensi tindakan dalam akson yang diberikan sentiasa mempunyai tempoh dan intensiti yang sama. Jika cawangan axon ke sambungan lain, potensi tindakan dibahagikan, tetapi keamatan tidak dikurangkan.

Apabila potensi tindakan mencapai butang terminal neuron, mereka menyembunyikan bahan kimia yang dipanggil neurotransmitter. Bahan-bahan ini merangsang atau menghalangi neuron yang menerimanya, mampu menghasilkan potensi tindakan dalam neuron tersebut.

Kebanyakan dari apa yang diketahui tentang potensi neuron tindakan datang dari eksperimen yang dilakukan dengan akson sotong gergasi. Ia mudah untuk belajar kerana saiznya, kerana ia memanjang dari kepala ke ekor. Mereka berkhidmat supaya haiwan itu boleh bergerak.

Potensi membran neuron

Neuron mempunyai caj elektrik berbeza di dalamnya daripada luar. Perbezaan ini dipanggil potensi membran.

Apabila ada neuron berehat potensi, bermakna caj elektriknya tidak diubah oleh potensi sinaptik yang mengganggu atau menghalang.

Sebaliknya, apabila potensi lain mempengaruhinya, potensi membran dapat dikurangkan. Ini dikenali sebagai depolarization.

Atau, sebaliknya, apabila potensi membran bertambah dengan potensi normalnya, fenomena yang dipanggil hyperpolarization.

Apabila penyongsangan yang sangat pesat dari potensi membran berlaku tiba-tiba, terdapat a potensi tindakan. Ini terdiri daripada dorongan elektrik ringkas, yang diterjemahkan ke dalam mesej yang bergerak melalui akson neuron. Ia bermula di dalam sel badan, mencapai butang terminal.

Adalah penting untuk menekankan bahawa untuk sesuatu potensi tindakan berlaku, perubahan elektrik mesti mencapai ambang, dipanggil ambang pengujaan. Ia adalah nilai potensi membran yang semestinya perlu untuk mencapai potensi tindakan yang berlaku.

Potensi tindakan dan perubahan dalam tahap ion

Di bawah keadaan biasa, neuron bersedia untuk menerima natrium (Na +) di dalamnya. Walau bagaimanapun, membrannya tidak terlalu telap untuk ion ini.

Di samping itu, ia mempunyai "pengangkut sodium-potassium" yang terkenal, protein yang terdapat di dalam membran sel yang bertanggungjawab untuk mengeluarkan ion natrium dan memperkenalkan ion kalium ke dalamnya. Khususnya, untuk setiap 3 ion natrium yang diekstrak, masukkan dua kalium.

Pengangkut ini mengekalkan tahap natrium yang rendah di dalam sel. Jika kebolehtelapan sel meningkat dan jumlah natrium yang lebih besar memasuki secara tiba-tiba, potensi membran akan berubah secara radikal. Rupa-rupanya, inilah yang mencetuskan potensi tindakan.

Khususnya, kebolehtelapan membran ke natrium akan meningkat, memasukkannya ke dalam neuron. Walaupun, pada masa yang sama, ini akan membolehkan ion kalium keluar dari sel.

Bagaimana perubahan permeabiliti berlaku??

Sel-sel mempunyai banyak protein yang terbenam dalam membran mereka saluran ion. Ini mempunyai bukaan di mana ion-ion dapat memasuki atau meninggalkan sel-sel, walaupun ia tidak selalu terbuka. Saluran ditutup atau dibuka mengikut peristiwa tertentu.

Terdapat pelbagai jenis saluran ion, dan setiap satunya biasanya khusus untuk memandu beberapa jenis ion secara eksklusif.

Sebagai contoh, saluran natrium terbuka boleh melepasi lebih daripada 100 juta ion sesaat.

Bagaimana potensi tindakan dihasilkan?

Neuron menghantar maklumat elektrokimia. Ini bermakna bahawa bahan kimia menghasilkan isyarat elektrik.

Bahan kimia ini mempunyai cas elektrik, sebab itulah mereka dipanggil ion. Yang paling penting dalam sistem saraf adalah natrium dan kalium, yang mempunyai caj positif. Selain kalsium (caj positif 2) dan klorin (satu caj negatif).

Perubahan dalam potensi membran

Langkah pertama untuk potensi tindakan yang berlaku adalah perubahan dalam potensi membran sel. Perubahan ini mesti melebihi ambang arousal.

Khususnya, terdapat pengurangan potensi membran, yang dipanggil depolarisasi.

Membuka saluran natrium

Akibatnya, saluran natrium yang terbenam dalam membran terbuka, membolehkan natrium dimasukkan secara besar-besaran di dalam neuron. Ini didorong oleh daya penyebaran dan tekanan elektrostatik.

Oleh kerana ion natrium bercas positif, mereka menghasilkan perubahan pesat dalam potensi membran.

Membuka saluran kalium

Membran akson mempunyai kedua-dua saluran natrium dan kalium. Walau bagaimanapun, yang kedua kemudian terbuka, kerana mereka kurang sensitif. Iaitu, mereka memerlukan tahap depolarization yang lebih tinggi untuk dibuka dan itu sebabnya mereka membuka kemudian.

Penutup saluran natrium

Terdapat masa apabila potensi tindakan mencapai nilai maksimumnya. Dari tempoh ini, saluran natrium disekat dan ditutup.

Mereka tidak lagi boleh dibuka lagi sehingga membran mencapai potensi berehat lagi. Akibatnya, tiada lagi natrium yang boleh memasuki neuron.

Penutup saluran kalium

Walau bagaimanapun, saluran kalium tetap terbuka. Ini membolehkan ion kalium mengalir melalui sel.

Oleh sebab penyebaran dan tekanan elektrostatik, sebagai bahagian dalam akson dipancarkan positif, ion kalium ditolak daripada sel.

Oleh itu, potensi membran memulihkan nilai biasanya. Sedikit demi sedikit, saluran kalium ditutup.

Output kation ini menyebabkan potensi membran untuk memulihkan nilai normalnya. Apabila ini berlaku, saluran potassium mula ditutup lagi.

Pada masa ini apabila potensi membran mencapai nilai normal, saluran kalium menutup sepenuhnya. Sedikit kemudian, saluran natrium diaktifkan semula, bersiap untuk depolarization lain untuk membukanya.

Akhirnya, pengangkut natrium-kalium, mengeluarkan natrium yang telah memasuki dan memulihkan kalium yang telah ditinggalkan sebelum ini.

Bagaimana maklumat disebarkan oleh akson?

Akson terdiri daripada sebahagian daripada neuron, lanjutan yang sama seperti kabel. Mereka boleh sangat lama untuk membolehkan neuron yang jauh dari segi fizikal untuk menyambung dan menghantar maklumat.

Potensi tindakan menyebarkan sepanjang axon dan mencapai butang terminal untuk menghantar mesej ke sel seterusnya.

Sekiranya kita mengukur intensiti potensi tindakan dari kawasan berlainan akson, kita akan mendapati bahawa keamatannya kekal sama di semua kawasan.

Undang-undang semua atau apa-apa

Ini berlaku kerana pengaliran aksonal mengikut undang-undang asas: undang-undang semua atau tidak. Iaitu, potensi tindakan diberikan atau tidak diberikan. Sebaik sahaja ia bermula, ia bergerak di sepanjang akson ke ekstremnya, sentiasa mengekalkan saiz yang sama, tidak meningkat atau berkurang. Lebih-lebih lagi, jika axon cawangan, potensi tindakan dibahagikan, tetapi mengekalkan saiznya.

Potensi tindakan bermula pada akhir akson yang dilampirkan pada soma neuron. Biasanya, mereka biasanya bergerak dalam satu arah sahaja.

Potensi tindakan dan tingkah laku

Adalah mungkin bahawa, pada masa ini, anda boleh bertanya pada diri anda sendiri: jika potensi tindakan adalah proses atau apa-apa, bagaimanakah kelakuan tertentu seperti penguncupan otot berlaku yang boleh berbeza antara tahap intensiti yang berlainan? Ini berlaku oleh undang-undang kekerapan.

Undang-undang kekerapan

Apa yang berlaku ialah potensi satu tindakan tidak memberikan maklumat secara langsung. Sebaliknya maklumat itu ditentukan oleh kekerapan pelepasan atau kadar tembakan akson. Iaitu, kekerapan di mana potensi tindakan berlaku. Ini dikenali sebagai "undang-undang kekerapan".

Oleh itu, potensi kekerapan yang tinggi akan membawa kepada penguncupan otot yang sangat sengit.

Perkara yang sama berlaku dengan persepsi. Sebagai contoh, rangsangan visual yang sangat terang, yang akan ditangkap, mesti menghasilkan "kadar penembakan" yang tinggi di axons yang dipasang pada mata. Dengan cara ini, frekuensi potensi tindakan mencerminkan intensiti rangsangan fizikal.

Oleh itu, undang-undang semua atau apa-apa adalah dilengkapi dengan undang-undang kekerapan.

Bentuk pertukaran maklumat lain

Potensi tindakan bukan satu-satunya jenis isyarat elektrik yang berlaku di neuron. Sebagai contoh, apabila menghantar maklumat melalui sinaps terdapat impuls elektrik kecil dalam membran neuron yang menerima data.

Pada masa-masa tertentu, depolarisasi sedikit yang terlalu lemah untuk menghasilkan potensi tindakan, sedikit boleh mengubah potensi membran.

Walau bagaimanapun, pengubahan ini dikurangkan sedikit demi sedikit kerana ia bergerak melalui akson. Dalam jenis penghantaran maklumat ini, tiada natrium atau saluran kalium dibuka atau ditutup.

Oleh itu, akson bertindak sebagai kabel bawah air. Oleh kerana isyarat dihantar olehnya, amplitudnya berkurang. Ini dikenali sebagai penurunan konduksi, dan berlaku disebabkan oleh ciri-ciri akson.

Potensi tindakan dan myelin

Akson hampir semua mamalia dilindungi dengan myelin. Iaitu, mereka mempunyai segmen yang dikelilingi oleh bahan yang membolehkan pengaliran saraf, menjadikannya lebih cepat. Myelin membungkus akson tanpa membiarkan cecair ekstraselular mencapainya.

Myelin dihasilkan dalam sistem saraf pusat oleh sel yang dipanggil oligodendrocytes. Walaupun, dalam sistem saraf periferal, ia dihasilkan oleh sel Schwann.

Segmen myelin, yang dikenali sebagai sarung myelin, dibahagikan dengan kawasan yang ditemui akson. Kawasan ini dipanggil nodul Ranvier dan mereka bersentuhan dengan cecair ekstraselular.

Potensi tindakan dihantar secara berbeza dalam axon unmyelinated (yang tidak diliputi dalam myelin) bahawa satu mielínico.

Potensi tindakan boleh bergerak melalui membran akson yang ditutup dengan myelin oleh sifat kabel. Akson dengan cara ini, menjalankan perubahan elektrik dari tempat di mana potensi tindakan berlaku sehingga nodul seterusnya Ranvier.

Perubahan ini dikurangkan sedikit, tetapi ia cukup sengit untuk menimbulkan potensi tindakan di node seterusnya. Kemudian, potensi ini dicetuskan sekali lagi atau diulang dalam setiap nodul Ranvier, diangkut ke seluruh zon myelinated ke nodul seterusnya..

Ini jenis pengalihan potensi tindakan dipanggil pengalihan garam. Namanya berasal dari bahasa Latin "saltare", yang bermaksud "menari". Konsepnya adalah bahawa impuls seolah-olah melompat dari nodul ke nodul.

Kelebihan pengalihan garam untuk memancarkan potensi tindakan

Jenis pemanduan ini mempunyai kelebihannya. Pertama, untuk menjimatkan tenaga. Pengangkut natrium-kalium membelanjakan banyak tenaga mengeluarkan natrium yang berlebihan dari dalam akson semasa potensi tindakan.

Pengangkut natrium-kalium ini terletak di kawasan akson yang tidak ditutup dengan myelin. Walau bagaimanapun, dalam akson myelinated, natrium hanya boleh memasukkan nodul Ranvier. Oleh itu, lebih kurang natrium memasuki, dan kerana itu, natrium kurang perlu dipam keluar. Oleh itu pengangkut natrium-kalium perlu bekerja kurang.

Satu lagi faedah myelin ialah berapa cepat. Potensi tindakan dipacu dengan lebih cepat dalam akson myelinated, kerana dorongan "melompat" dari satu nodul ke yang lain, tanpa perlu melalui seluruh paksi.

Peningkatan kelajuan ini menyebabkan haiwan berfikir dan bertindak balas dengan lebih cepat. Makhluk hidup lain, seperti cumi-cumi, mempunyai akson tanpa myelin yang mendapat kelajuan disebabkan peningkatan saiz mereka. Akson sotong mempunyai diameter besar (kira-kira 500 μm), yang membolehkan mereka bergerak lebih laju (kira-kira 35 meter sesaat).

Walau bagaimanapun, perjalanan pada yang sama potensi tindakan kelajuan dalam axons kucing, walaupun mereka mempunyai diameter hanya 6 mikron. Apa yang berlaku adalah bahawa akson ini mengandungi myelin.

A axon myelinated boleh mendapatkan untuk memacu potensi tindakan pada kelajuan kira-kira 432 kilometer sejam, dengan diameter 20 mikron.

Rujukan

1. Potensi Tindakan. (s.f.). Diperoleh pada 5 Mac, 2017, dari Hyperphysics, Georgia State University: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
2. Carlson, N.R. (2006). Fisiologi tingkah laku 8th Ed Madrid: Pearson.
3. Chudler, E. (s.f.). Lampu, Kamera, Potensi Tindakan. Diperoleh pada 05 Mac, 2017, dari University of Washington: faculty.washington.edu.
4. Peringkat Potensi Tindakan. (s.f.). Diambil pada 5 Mac, 2017, dari Boundless: boundless.com.