Акциони потенцијал је порука неурона

Тхе акциони потенцијал то је краткотрајни електрични или хемијски феномен који се догађа у неуронима нашег мозга. Може се рећи да је то порука која ће се преносити другим неуронима.

Настаје у телу ћелије (нуклеус), који се назива и сома. Путујте кроз цео аксон (продужетак неурона, слично каблу) до његовог краја, назван терминални тастер.

Акциони потенцијали у датом аксону увек имају исто трајање и интензитет. Ако се аксон разгранава у друге екстензије, акциони потенцијал је подељен, али његов интензитет није смањен.

Када акциони потенцијал стигне до терминалних тастера неурона, они луче хемикалије које се називају неуротрансмитери. Ове супстанце побуђују или инхибирају неурон који их прима, способан да генерише акциони потенцијал у наведеном неурону.

Много од онога што је познато о акционим потенцијалима неурона долази од експеримената изведених са гигантским аксонима лигњи. Лако је проучавати због своје величине, јер се протеже од главе до репа. Они служе тако да се животиња може кретати.

Потенцијал неуронске мембране

Неурони имају различите електричне набоје у њима него напољу. Ова разлика се зове мембрански потенцијал.

Када је неурон унутра потенцијал за одмор, значи да се њен електрични набој не мијења узбудним или инхибиторним синаптичким потенцијалима.

Насупрот томе, када на њега утичу други потенцијали, може се смањити мембрански потенцијал. То је познато као деполаризација.

Или, напротив, када се мембрански потенцијал повећава с обзиром на његов нормалан потенцијал, феномен се назива хиперполаризација.

Када се изненада појави врло брза инверзија мембранског потенцијала, долази до а акциони потенцијал. Ово се састоји од кратког електричног импулса, који се преводи у поруку која путује кроз аксон неурона. Почиње у телу ћелије, достижући дугмад терминала.

Важно је нагласити да за појаву акционог потенцијала, електричне промене морају достићи праг, који се зове праг узбуде. То је вредност мембранског потенцијала која мора нужно да се достигне за акциони потенцијал.

Потенцијали дјеловања и промјене у нивоима јона

У нормалним условима, неурон је спреман да прими натријум (На +) у њему. Међутим, његова мембрана није јако пропустљива за овај ион.

Поред тога, он има добро познате "транспортере натријум-калијум", протеин који се налази у ћелијској мембрани и који је одговоран за уклањање натријумових јона из њега и увођење калијумових јона у њега. Нарочито, за свака 3 екстракта натрија, унесите два калијума.

Ови транспортери одржавају низак ниво натријума у ​​ћелији. Ако би се пропусност ћелије повећала и када би изненада ушла већа количина натријума, мембрански потенцијал би се радикално променио. Очигледно, то је оно што покреће акциони потенцијал.

Посебно би се повећала пропусност мембране за натријум, уносећи их унутар неурона. Док би то истовремено омогућило да калијумови јони излазе из ћелије.

Како се дешавају ове промене у пропустљивости??

Ћелије имају бројне протеине уграђене у њихову мембрану ион канали. Они имају отворе кроз које иони могу ући или напустити ћелије, иако нису увек отворени. Канали се затварају или отварају према одређеним догађајима.

Постоји више типова јонских канала, и сваки од њих је обично специјализован да вози само одређене врсте јона.

На пример, отворени натријумски канал може проћи више од 100 милиона јона у секунди.

Како се стварају акциони потенцијали?

Неурони преносе информације електрокемијски. То значи да хемикалије производе електричне сигнале.

Ове хемикалије имају електрични набој, због чега се називају јони. Најважнији у нервном систему су натријум и калијум, који имају позитиван набој. Поред калцијума (2 позитивна набоја) и хлора (један негативан набој).

Промене у мембранском потенцијалу

Први корак за појаву акционог потенцијала је промена мембранског потенцијала ћелије. Ова промена мора да пређе праг узбуђења.

Посебно, долази до смањења мембранског потенцијала, који се назива деполаризација.

Отварање натријумских канала

Као последица тога, отварају се натријумски канали уграђени у мембрану, дозвољавајући да натријум масовно уђе у неурон. Њих покрећу силе дифузије и електростатичког притиска.

Како су натријумови јони позитивно наелектрисани, они производе брзу промену у мембранском потенцијалу.

Отварање калијумових канала

Аксонска мембрана има канале натријума и калијума. Међутим, ово се касније отвара, јер су мање осетљиви. То значи да им је потребан виши ниво деполаризације да би се отворили и зато се отварају касније.

Затварање натријумских канала

Долази вријеме када акцијски потенцијал досеже своју максималну вриједност. Из тог периода, натријумски канали су блокирани и затворени.

Они се више не могу поново отворити све док мембрана поново не досегне потенцијал мировања. Као резултат, нема више натријума који може ући у неурон.

Затварање калијумових канала

Међутим, калијумови канали остају отворени. То омогућава калијумовим јонима да протичу кроз ћелију.

Због дифузије и електростатског притиска, пошто је унутрашњост аксона позитивно наелектрисана, калијумови јони се избацују из ћелије.

Дакле, мембрански потенцијал опоравља своју уобичајену вредност. Мало по мало, канали калијума се затварају.

Овај излаз катиона узрокује да мембрански потенцијал поврати своју нормалну вриједност. Када се то догоди, калијумови канали почињу поново да се затварају.

У тренутку када мембрански потенцијал достигне своју нормалну вредност, калијумови канали се потпуно затварају. Нешто касније, натријумски канали се реактивирају, припремајући се за још једну деполаризацију да би их отворили.

Коначно, транспортери натријум-калијум, излучују натријум који је ушао и опорави калијум који је остао раније.

Како се информације шире аксоном?

Аксон се састоји од дела неурона, продужетак потоње сличан каблу. Они могу бити веома дуги да омогуће неуронима који су физички далеко да се повежу и пошаљу информације.

Акциони потенцијал шири се дуж аксона и допире до тастера терминала за слање порука у следећу ћелију.

Ако бисмо измјерили интензитет акцијског потенцијала из различитих подручја аксона, открили бисмо да је његов интензитет исти у свим подручјима.

Све или ништа

То се дешава зато што спровођење аксона следи основни закон: закон свих или ништа. То значи да се даје или не даје акциони потенцијал. Када почне, путује кроз аксон до крајности, увијек одржавајући исту величину, не повећавајући се или смањујући. Штавише, ако се аксон разгранава, акциони потенцијал је подељен, али задржава своју величину.

Акциони потенцијали почињу на крају аксона који је везан за сому неурона. Обично они обично путују само у једном правцу.

Потенцијали дјеловања и понашања

Могуће је да се у овом тренутку запитате: ако је акциони потенцијал процес који је све или ништа, како се догађају одређена понашања као што је контракција мишића која могу варирати између различитих нивоа интензитета? То се дешава по закону фреквенције.

Закон фреквенције

Оно што се дешава је да један акциони потенцијал не даје директно информације. Уместо тога, информација се одређује учесталошћу пражњења или брзине паљења аксона. То јест, фреквенција у којој се догађају акциони потенцијали. Ово је познато као "закон фреквенције".

Тако би висока фреквенција акционих потенцијала довела до веома интензивне контракције мишића.

Исто се дешава и са перцепцијом. На пример, веома светао визуелни стимуланс, који треба да буде ухваћен, мора да произведе високу "брзину пуцања" у аксонима везаним за очи. На тај начин, фреквенција акционих потенцијала одражава интензитет физичког стимуланса.

Према томе, закон о свему или ништа није допуњен законом фреквенције.

Други облици размјене информација

Акциони потенцијали нису једине врсте електричних сигнала који се јављају у неуронима. На пример, када шаљете информације кроз синапсу постоји мали електрични импулс у мембрани неурона који прима податке.

У одређеним приликама, мала деполаризација која је сувише слаба да би произвела акциони потенцијал, може незнатно да промени мембрански потенцијал.

Међутим, ова измена се мало по мало смањује док путује кроз аксон. У овом типу преноса информација, ни натријум ни калијумски канали се не отварају или затварају.

Тако, аксон делује као подводни кабл. Како се сигнал преноси, његова амплитуда се смањује. То је познато као смањење проводљивости и настаје због карактеристика аксона.

Акциони потенцијали и мијелин

Аксони скоро свих сисара су покривени мијелином. То јест, имају сегменте окружене супстанцом која дозвољава провођење нерва, што га чини бржим. Мијелин се обавија око аксона без да допусти екстрацелуларној текућини да је дође.

Мијелин се производи у централном нервном систему помоћу ћелија које се називају олигодендроцити. Док се у периферном нервном систему производе Сцхваннове ћелије.

Сегменти мијелина, познати као мијелинске овојнице, подељени су непокривеним деловима аксона. Ове области се називају Ранвиер нодули и оне су у контакту са екстрацелуларном течношћу.

Акциони потенцијал се преноси различито у немијелинизованом аксону (који није покривен мијелином) него у миелинираном..

Акцијски потенцијал може путовати кроз аксонску мембрану прекривену мијелином својствима кабла. Аксон на овај начин проводи електричну промјену од мјеста гдје се акцијски потенцијал догађа до сљедећег нодула Ранвиера.

Ова промена се благо смањује, али је довољно интензивна да изазове акциони потенцијал у следећем чвору. Затим, овај потенцијал се поново активира или понавља у сваком нодулу Ранвиера, који се транспортује кроз миелинизовану зону до следећег нодула..

Ова врста провођења акционих потенцијала назива се провођење соли. Име му долази од латинског "салтаре", што значи "плесати". Концепт је да се чини да импулс прелази са нодула на чвор.

Предности соларне проводљивости за пренос акционих потенцијала

Ова врста вожње има своје предности. Прво, за уштеду енергије. Транспортери натријум-калијума троше много енергије на вађење вишка натријума из унутрашњости аксона током акционих потенцијала.

Ови транспортери натријум-калијума налазе се у подручјима аксона који нису прекривени мијелином. Међутим, код миелинизираног аксона натријум може ући само у Ранвијерове нодуле. Стога, много мање натријума улази, и због тога, мора се испумпати мање натријума. Дакле, транспортери натријум-калијума морају да раде мање.

Још једна корист од мијелина је брзина. Акциони потенцијал брже се покреће у миелинизованом аксону, јер импулс "скаче" са једног нодула на други, без потребе да пролази кроз читав аксон.

Ово повећање брзине доводи до тога да животиње размишљају и реагују брже. Друга жива бића, као што су лигње, имају аксоне без мијелина који добијају брзину због повећања њихове величине. Аксони лигња имају велики пречник (око 500 μм), што им омогућава да путују брже (око 35 метара у секунди).

Међутим, при истој брзини, акциони потенцијали у аксонима мачака путују, иако имају пречник од само 6 μм. Оно што се дешава је да ти аксони садрже мијелин.

Миелинизирани аксон може довести до акционих потенцијала брзином од око 432 км / х, промјера 20 μм.

Референце

1. Ацтион Потентиалс. (с.ф.). Ретриевед он Марцх 5, 2017, фром Хиперпхисицс, Георгиа Стате Университи: хиперпхисицс.пхи-астр.гсу.еду.
2. Царлсон, Н.Р. (2006). Физиологија понашања 8. Ед Мадрид: Пеарсон.
3. Цхудлер, Е. (с.ф.). Светла, камера, акциони потенцијал. Преузето 5. марта 2017., са Универзитета у Вашингтону: фацулти.васхингтон.еду.
4. Фазе акционог потенцијала. (с.ф.). Ретриевед он Марцх 5, 2017, фром Боундлесс: боундлесс.цом.