Както потенциала на действие се движи по протежение на аксона, промяна на полярността на мембраните. Хотел Na + и К + охрана йонни канали се отварят и затварят като мембраната достига критично потенциал в отговор на сигнал от друг неврон. В началото на потенциала на действие в каналите на Na + и Na + движения на аксона, причинявайки деполяризация. Реполяризацията случва, когато К + канали и К + от аксона. Това създава промяна в полярността между външната и вътрешната на клетките. Импулсът движи надолу аксона в една посока в терминала на аксон, където сигналите свързани с други неврони.
Потенциалът на действие - вълна от вълнение. Придвижване през мембраната на жива клетка. Появата на потенциала на действие (отклонение от потенциала на покой) - явление, придружаваща процеса на предаване на нервните импулси, бързо моментна промяна в потенциала в малка площ на мембраната на възбудими клетки (неврони мускулните влакна или жлезисти клетки.), В която външната повърхност на тази част става отрицателно заредени с отношение към съседни части на мембраната, докато нейната вътрешна повърхност става положително заредени по отношение на съседните части на мембраната.
- потенциала за действие е физическата основа на нерв или мускулна импулс. свири сигнал (регулаторен) роля.
Фиг. 1. Схема разпределение на разходите на противоположни страни на мембраната на възбудимите клетки в състояние на покой (А) и в случай на потенциала на действие (B) (вж. Обяснение в текста).
Потенциали на действие се различават по своите характеристики в зависимост от типа на клетките и дори различни части на мембраната на същата клетка. Най-типичен пример на разликите: потенциала на действие на сърдечния мускул и действие потенциал на повечето неврони на. Въпреки това, в основата на всеки потенциален действия въз основа на следните явления:
- Мембраната на живите клетки е поляризиран - нейната вътрешна повърхност е отрицателно зареден спрямо външната дължи на факта, че в разтвора близо до външната повърхност голям брой на положително заредени частици (катиони), и в близост до вътрешната повърхност - по-голям брой на отрицателно заредени частици (аниони).
- Мембраната има селективна пропускливост - пропускливост до различни частици (атоми или молекули) зависи от размера им, електрически заряд, химични свойства.
- Мембраната на възбудими клетки могат бързо да променят pronitsaemost за определен вид на катиони, което води до положителен заряд на прехода от външната към вътрешната страна (Фигура 1).
Първите две свойства, общи за всички живи клетки. Третият е - функция на тъканни клетки развълнувани да се разсъждава, че техните мембрани са в състояние да генерират и провеждат потенциали.
Фаза на потенциала на действие- Predspayk - процесът на бавно деполяризация деполяризация до критично ниво (местно възбуждане местно отговор).
- Peak потенциал шип или състояща се от нарастващата част (мембранна деполяризация) и низходящ част (мембрана реполяризацията).
- Трейс отрицателен потенциал - от критичното ниво на първоначалното ниво на деполяризация на (деполяризация проследяване) мембранната поляризация.
- Положителен следа потенциал - увеличение на потенциала на мембрана и постепенно връщане към първоначалната си стойност (хиперполяризация).
Фиг. 2. А. Схематично представяне на идеализиран потенциал на действие. Б. реален потенциал за действие на пирамидалните неврони на хипокампуса на плъх. Форма на потенциала на реални действия обикновено е различна от идеализирани.
Поляризацията на мембраната на жива клетка поради разлика от йонен състав, с неговите вътрешни и външни страни. Когато клетката е близо до (спокоен глас) състояние на йони през мембраната създава относително стабилен потенциална разлика, наречен покой потенциал. Ако въвеждането на електрод във вътрешността на жива клетка и измерване на покой потенциал мембрана, то ще има отрицателна стойност (около -70 - -90 мВ). Това се дължи на факта, че общият заряд върху вътрешната страна на мембраната е по същество по-малко от отвън, но от двете страни и съдържа катиони и аниони. Извън - заповед на величина повече натриеви йони. калций и хлор. вътре - калиеви йони и отрицателно заредени протеинови молекули, аминокиселини, органични киселини, фосфати, сулфати. Ние трябва да разберем, че ние говорим за заряд на повърхността на мембраната - цялата среда и вътрешната и външната страна на клетките обвинен неутрални.
мембранния потенциал може да се променя чрез действието на различни стимули. Изкуствени стимул може да бъде електрически ток подава към външната или вътрешната страна на мембраната чрез електрода. Ин виво стимул често е химически сигнал от съсед клетката навлиза през синапса или дифузен предаване чрез извънклетъчната среда. Отместване потенциал мембрана може да се получи отрицателен (хиперполяризация) или положителен (деполяризация) страна.
потенциала за действие на нервната тъкан, обикновено се появява по време на деполяризация - ако мембранната деполяризация на неврона достигне определено прагово ниво или надхвърля, клетката се възбужда, и от тялото на аксони и дендрити простират вълна електрически сигнал. (В реалните условия по тялото на неврона обикновено се появяват на постсинаптичните потенциали, които са много различни от потенциала на действие в природата - например, те не се подчиняват на принципа на "всичко или нищо" Тези потенциали се превръщат в действие на потенциал в специална зона на диафрагмата - .. Axon баир, така че потенциал за действие не се отнася до дендритите).
Фиг. 3. Най-простият диаграма, показваща два мембрана натриеви канали отворено и затворено положение, съответно,
Това се дължи на факта, че клетките са мембранни йонни канали - молекулите на протеин, които образуват пори в мембраната, през която йони може да премине от вътрешната страна на външната мембрана, и обратно. Най канали ionospetsifichny - натриев канал преминава по същество само натриеви йони и не предава друг (това явление се нарича селективност). Мембранна тъкан възбудими клетки (нервите и мускулите) съдържа голям брой на волтаж-зависимите йонни канали са способни бързо да отговорят на изместване на мембранния потенциал. Мембранна деполяризация на свой ред предизвиква отваряне на първите волтаж-зависими натриеви канали. Когато едновременно отваря достатъчно натриеви канали положително заредена натриеви йони бързат чрез тях при вътрешна страна на мембраната. Движещата сила в този случай се осигурява от градиента на концентрация (от външната страна на мембраната е много по-положително заредени натриеви йони, отколкото вътре клетки) и отрицателен заряд вътре в мембраната (вж. Фиг. 2). Потокът на натриеви йони причинява по-голямо и по-много бързи промени в мембранния потенциал, и която се нарича потенциал на действие (в литературата означен PD).
Според закона "всичко или нищо" на клетъчната мембрана на възбудима тъкан, или не реагира на стимул изобщо или е отговорен, колкото е възможно за нея в момента сила. Това означава, че ако стимул е твърде слаб и не е бил достигнат, действащ потенциал не се проявява при всички; В същото време, на прага стимул ще доведе до потенциала на действие на същата амплитуда. като стимул, надвишаващ прага. Това не означава, че амплитудата на потенциала на действие е винаги един и същ - същата мембрана част са в различни държави, могат да генерират акционни потенциали от различни амплитуди.
При възбуждане неврон в даден момент е в състояние на абсолютен рефрактерен период. , когато няма сигнали могат да го възбуди отново, а след това влиза във фаза на относителна рефрактерността. когато може да се възбуди само силни сигнали (амплитудата на PD ще бъдат по-ниски от обичайното). Рефрактерен период се дължи на бързото инактивиране на натриев ток, т.е. инактивирането на натриевите канали (вж. По-долу).
Разпространението на потенциала на действие [редактиране]
Разпространението на потенциала на действие на немиелинирани влакна [редактиране]
Чрез немиелинирани влакно се простира непрекъснато PD. Нервен импулс започва с разпространението на електрическо поле. Появиха PD поради електрическото поле може да деполяризира част на мембраната, съседен на критично ниво, което води до съседен част се генерира нов PoA. БП самите не се движат, те изчезват в едно и също място там. Основна роля в появата на нов PD се играе последен.
Ако вътреклетъчен електрод дразни аксона в средата, а след това на ДП ще бъдат разпределени в двете посоки. Обикновено PD се простира по протежение на аксона в една посока (от тялото на нервните окончания на неврона), въпреки че деполяризация на мембраната се появява от двете страни на частта, където момента произхожда PDP. Едностранно поведение PD, предоставена от свойствата на натриеви канали - след отваряне за известно време инактивиран и не може да бъде отворен за всички стойности на мембранния потенциал (огнеупорен имот). Ето защо, в близост до частта на тялото на клетката, където вече има "издържал" PD, тя не възникнат.
При равни други условия PD по размножаване на аксон е по-бързо от по-голям диаметър влакна. Както сепия гигантски аксон PD може да се простира почти същата скорост както и миелираните влакна гръбначни животни (около 100 m / с).
Разпространението на потенциала на действие на миелираните влакна [редактиране]
На миелинирани PD влакна простира прекъсвания (скокообразно поведение). За миелираните влакна типичен на волтаж-зависимите концентрация йонни канали само в областта на възли на Ranvier; тук си плътност 100 пъти по-голяма, отколкото в мембраните на немиелинирани влакна. В областта на миелиновите ръкави потенциалозависимите канали е почти там. PD, възникващи в един възел на Ranvier, електрическото поле деполяризира мембраната съседни засичания на критично ниво, което води до появата на тези нови PoA, т.е. възбуждане се извършва на етапи от единия до другия прихващане. В случай на повреда на един възел на Ranvier PDP възбужда 2, 3, 4 и 5 както електрическа изолация. създадени миелинови съединители намалява разсейване на електрическото поле. Това увеличава скоростта на разпространение на PD миелираните влакна в сравнение с немиелинирани. Освен това, миелираните влакна са по-дебели и електрическото съпротивление е по-малко от дебели влакна, което също увеличава скоростта на импулсната проводимост на миелираните влакна. Друго предимство на скокообразно е неговата ефективност по отношение на енергията, тъй като възбудени само възли на Ranvier, която зона е по-малко от 1% от мембраната и следователно трябва да бъде значително по-малко енергия за възстановяване на трансмембранни градиенти на Na + и К +. разходи поради появата на PD, които могат да бъдат определени с висока освобождаване честота, ще по нерв влакна.
За да разберете как ефективно скоростта на проводимост може да се увеличи за сметка на миелиновата обвивка, скоростта на проводимост достатъчно, за да сравните с немиелинизирани и миелинизират региони на човешката нервна система. Когато диаметърът на влакната от около 2 микрона и отсъствие на миелиновата обвивка ще бъде скоростта на
1 м / сек, и в присъствието на дори слаба миелинизация при същия диаметър влакна - 15-20 м / сек. Влакната голям диаметър, имащи дебелина скорост обвивка mielinovovoy до 120 м / сек.
Трябва да се разбере обаче, че скоростта на разпространение на потенциал на действие през мембраната на един нерв влакно не е постоянна - в зависимост от различни условия, тази скорост може да бъде много значително намалява и, съответно, да се увеличи отново до определена първоначално ниво.
Активни мембранни свойства [цитат]
Структурата на съединение на клетъчната мембрана.
Активни свойства на мембраната, осигуряващи появата на потенциала на действие, преди всичко въз основа на поведението на волтаж-зависимите натрий (Na +) и калий (К +) канали. Началната фаза на PD е оформен навътре натриев ток след отваряне на калиевите канали и К + -CURRENT напускащ мембранния потенциал се връща към първоначалното ниво. Първоначалната концентрация на йони след това се редуцира с натриев калиев помпа.
В хода на PD канали се движат от една държава в друга: в Na + канал три основни състояния - затворени, отворени и инактивирана (в действителност сложен въпрос, но тези три са достатъчни, за да се опише), К + канали на две - затворени и отворени.
Поведение канали, участващи в образуването на АР е описано от проводимост и чрез коефициенти vyschilyaetsya трансфер.
трансфер коефициенти са получени на Ходжкин и Хъксли. [1] [2]
GK калиев проводимост на единица площ [S / cm²] [правило]
DN / DT = \ alpha_n (1 - н) - \ beta_n п \),
Свързани статии