Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.9: Потенциал действия
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Потенциал действия
 
Этот закадровый голос сгенерирован компьютером
ТРАНСКРИПТ
* Текстовый перевод сгенерирован компьютером

18.9: Потенциал действия

Обзор

Нейроны общаются, стреляя потенциалов действия-электрохимический сигнал, который распространяется вдоль аксона. Сигнал приводит к высвобождению нейротрансмиттеров на аксон-терминалах, тем самым передавая информацию в нервной системе. Потенциал действия – это специфическое изменение мембранного потенциала «все или нет», что приводит к быстрому скачку напряжения.

Мембранный потенциал в нейронах

Нейроны, как правило, имеют потенциал мембраны отдыха около -70 милливольт (мВ). Когда они получают сигналы, например, от нейротрансмиттеров или сенсорных стимулов– их мембранный потенциал может гиперполяризироваться (стать более негативным) или деполяризировать (стать более позитивным), в зависимости от характера стимула.

Если мембрана становится деполяризованной до определенного порогового потенциала, в ответ открываются каналынатрияс напряжением (Na ) . Naq имеет более высокую концентрацию за пределами клетки по сравнению с внутренней, поэтому он бросается, когда каналы открываются, двигаясь вниз по его электрохимическому градиенту. По мере притока положительного заряда мембранный потенциал становится еще более деполяризованным, что, в свою очередь, открывает больше каналов. В результате мембранный потенциал быстро поднимается до пика около 40 мВ.

На пике потенциала действия, несколько факторов диск потенциал обратно вниз. Приток Na изамедляется, потому что каналы Naи начинают инактивироваться. По мере того как внутренность клетки будет более положительной, меньше электрического привлекательности управляя Naи внутрь. Первоначальная деполяризация также вызывает открытие каналов калия, закрытых напряжением(K), но они открываются медленнее, чемканалы Na. После того,как эти каналы Kй открыть-вокруг пика потенциального действия-K и выбегает, вниз его электрохимический градиент. Снижение притока положительного заряда от Naй в сочетании с эффлюксом положительногозаряда от K быстро снижает мембранный потенциал.

В течение короткого периода после потенциального действия мембрана гиперполяризируется по сравнению с потенциалом покоя. Это называется огнеупорным периодом, потому что за это время клетка не способна создать новый потенциал действия, тем самым предотвращая движение потенциала действия назад в клетке.

Миелин оболочка повышает проводимость

Специализированные глиальные клетки - олигодендроциты в клетках ЦНС и Шванн в PNS - расширяют длительные процессы, которые обернуты вокруг нейронных аксонов. Эта упаковка обеспечивает изоляцию, предотвращая утечку тока, как он путешествует вдоль аксона. Кроме того, электрические сигналы распространяются вниз миелинированных аксонов пассивным, положительным потоком тока в миелинированных регионах. Каналыснапряжением Na иK находятся только в промежутках между миелином, в узлах Ranvier, что вызывает регенерацию потенциала действия в каждом узле. Таким образом, потенциал действия, как представляется, "прыжок" вниз аксон в узлах-процесс, называемый соляной проводимости.

Гигантские нервы кальмара

Джон З. Янг, зоолог и нейрофизиолог, обнаружил, что кальмар имеет нервные клетки с аксонами гораздо шире, чем нейроны млекопитающих. Эти нервы контролируют быстрый маневр побега, который облегчается более быстрыми потенциалами действия, которые возможны только в больших аксонов. Больший диаметр аксонов позволил проработать первоначальные исследования и описания ионных механизмов, участвующих в потенциале действия. Эта работа была впервые в 1950-х годах Алан Ходжкин и Эндрю Хаксли во время работы над гигантским нервом атлантического кальмара. Вместе они описали проницаемость аксональных мембран для ионов натрия и калия и смогли количественно реконструировать потенциал действия на основе их электродных записей.


Литература для дополнительного чтения

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter