Hva skjer i Exchange of Energy i Aktivering av Nevrotransmittere?



En synapse er et knutepunkt mellom et nevron og en annen celle (ofte, men ikke alltid, en annen neuron). To typer synapser er funnet i naturen: kjemisk og elektrisk. Kjemiske synapser funksjon gjennom utgivelsen av nevrotransmittere av den presynaptiske cellen, som kan under visse omstendigheter føre til et aksjonspotensial i den postsynaptiske celle.

membranpotensialet

Nervecellene i hjernen pumpe kontinuerlig natriumioner ut over membranen og kalium ioner i denne prosessen tvinger ioner å flyte mot sin konsentrasjonsgradient -. Litt som å tvinge vannet å strømme oppover - så det krever forbruk av kjemisk energi i form av adenosintrifosfat, som produseres ved hjelp av energi fra sukker i maten du spiser. Membranen har noen proteiner som kalles lekkasjekanaler som tillater kaliumioner til å strømme tilbake ut av cellen. Følgelig er det en forskjell i spenning over membranen, slik at det intracellulære fluidet bare inne i cellemembranen er mer negativ enn på utsiden. I ro, er denne membranpotensialet vanligvis ca -70 millivolt.

aksjonspotensial

Når en stimulus kalles en depolarisering skjer, øker det membranpotensialet (dvs. gjør innsiden mer positiv i forhold til utsiden). Hvis dette depolarisering når et nivå som kalles terskelen, vil det føre til membran-embedded proteiner som kalles spenningsavhengige natrium ionekanaler å åpne; Disse proteinene er som gated kanaler som svinger åpne i respons til en tilstrekkelig økning i membranpotensialet. Natrium strømmer inn i cellen gjennom disse kanalene, noe som øker membranpotensialet og forårsaker fremdeles flere spenningsstyrte natriumkanaler for å åpne, noe som skaper en positiv tilbakekoblingssløyfe. Denne pigg i membranpotensialet kalles et aksjonspotensial. Etter en kort periode, den spenningsstyrte natrium ionekanaler auto-inaktiverer, litt som en automatisk dør som svinger lukket hvis ingen presser det. I mellomtiden har spenningsstyrte kaliumkanaler åpnet; disse er langsommere for å aktivere enn natriumkanaler og tillate kalium for å strømme ut av cellen, og bringer membranpotensialet tilbake mot hvile. Endringen i potensial, men har nå depolarized neste oppdateringen av membran på axon, slik at handlingen potensielle feier ned axon - en omreisende sone av depolarisering. Siden de spenningsstyrte natriumkanaler i dens kjølvann er midlertidig inaktivert, kan handlingen potensielle bare gå fremover, ikke bakover.

synapse

Når handlingen potensial når synapsen, fører det spenningsstyrte kalsium ionekanaler å svinge åpen, slik at en strøm av kalsiumioner. Kalsiuminnstrømningen bevirker liten boble-lignende sekker som kalles vesikler å fusjonere med cellemembranen, dumping innholdet inn i gapet mellom nervecellen og dens målcelle; Dette gap kalles den synaptiske spalten. Innholdet i disse vesikler er molekyler som kalles nevrotransmittere. En gang i den synaptiske spalten, nevrotransmittere binde seg til proteiner innleiret i membranen av den postsynaptiske celle; proteinene er kalt ligand ionekanaler.

nevrotransmittere

Responsen i den postsynaptiske celle avhenger av hva slags ligand ionekanaler er til stede på synapse. Hvis negative kloridioner er tillatt å gå inn i cellen, for eksempel, vil membranpotensialet avta og bli enda mer negativ; Denne effekten er kalt hyperpolarisering, og det gjør den postsynaptiske celle mindre sannsynlighet for å avfyre ​​et aksjonspotensial. Hvis natrium- eller kalsiumioner får lov til å strømme innover på tvers av membranen, derimot, vil de føre til at membranen potensial til å bli mer positiv, depolariserende den postsynaptiske celle og potensielt forårsake den til å avfyre ​​også. Nerveceller kan danne nye forbindelser over tid. Styrken av synaptiske forbindelser kan også endres med bruk; med andre ord kan en synapse endres slik at størrelsen av en hyperpolarisering eller depolarisering forårsaket av nevrotransmitter-frigjøring fra den presynaptiske cellen vil være større enn før. Dannelse av nye forbindelser og endring i styrken av eksisterende tilkoblinger til grunn minne i den menneskelige hjerne. Til syvende og sist, vil aktiviteten på dine synapser avgjøre om du husker hva du nettopp har lært om hvordan de fungerer.