Tre typer aksjonspotensial

Tre typer aksjonspotensial


Aksjonspotensialer (APS) er raske, forbigående svingninger i en celle membranpotensialet som ofte signaliserer celle aktivering. Membranpotensialet er den elektriske spenning opprettes mellom innsiden og utsiden av cellen og er en egenskap av konsentrasjonen av ladede partikler på hver side av cellens membran. APs, som er avgjørende for driften av nerveceller, er også sett i muskel og enkelte endokrine celler.

I en gitt celletype, alle aksesspunkter er fundamentalt utvisket. Men fordi opprinnelsen til AP kan være funksjonelt signifikant, er det nyttig å kategorisere aksjonspotensialer i henhold til den underliggende årsak: elektrokjemisk, elektrisk eller indre aktivering.

Felles trekk av aksjonspotensialer

Tre typer aksjonspotensial

Aksjonspotensialer synkron sammentrekning av mikroskopiske fibre i muskelceller.

Et aksjonspotensial er til syvende og sist en bølge av membran depolarisering (og påfølgende repolarisering) som går fra den ene enden av en celle til den andre. Dette er forårsaket av strømmen av positivt ladde natrium- og kaliumioner på tvers av cellens membran via spesialiserte ionekanaler. En strøm av natrium depolariserer membranen, noe som gjør det mer positiv. Dette bevirker en utstrømning av kalium, som repolarizes (og faktisk hyperpolarizes) membranen, noe som gjør det mer negative.

Når startet, er en AP en alt-eller-ingenting hendelse; enten AP branner eller cellen forblir taus med ingen stat i mellom. Alle aksesspunkter er de samme i en gitt celle fordi mønsteret av ionestrøm er en egenskap av ionekanaler i stedet for den opprinnelige årsaken til AP. Derfor er det umulig å bestemme årsaken til en AP simpelthen ved å måle membranpotensialet av cellen. I stedet må cellen være nøye analysert for å se hva stimuli den reagerer på.

Elektroaksjonspotensialer

Tre typer aksjonspotensial

Flere nevrotransmittere er utledet fra en klasse av molekyler som kalles aminosyrer.

Den vanligste initiativtaker til aksjonspotensialer er elektrokjemisk aktivitet. Dette skjer når en celle er depolarized (begeistret) ved et kjemisk signal. I nevroner, dette skjer på spesielle forbindelsene mellom nerveceller, kjent som synapser.

I synapse-modellen, en sender (presynaptisk) nevron frigjør en kjemisk signal som kalles en nevrotransmitter, som aktiverer den mottagende (postsynaptiske) nevron ved å åpne spesielle nevrotransmitter-ionekanaler, forårsaker depolarisering. Hvis tilstrekkelig depolarisering oppstår det spenningsforandring forårsaker en populasjon av spesielle spenningsstyrte ionekanaler å åpne nær bunnen av nervecellen. Dette er hva starter AP.

Det er således en innledende depolarisering utløses av neurotransmittere åpning ionekanaler, som i sin tur utløser et aksjonspotensial via spenningsstyrte ionekanaler. Denne formen for AP er ideell for nerveceller, fordi de lett kan styrkes eller svekkes, noe som er grunnlaget for læring i hjernen.

Elektriske aksjonspotensialer

Tre typer aksjonspotensial

Direkte elektrisk stimulering kan føre til aksjonspotensialer i nevroner som normalt bare reagerer på kjemiske stimuli.

Mens elektrodene kan sikkert bli brukt til å indusere aksjonspotensialer i hjernecellene, har nervesystemet allerede et system for elektrisk aktivering mellom noen nerveceller. Selv om de fleste nevroner er drevet av kjemisk synaptisk aktivitet, noen er aktivert av gap veikryss. Dette er store porer som blir med to celler.

På disse kryss, beveger AP sømløst fra en celle til den neste på grunn av elektrisk strøm trave uforstyrret i cellene 'delte fluidum. Hvis denne strøm induserer tilstrekkelig depolarisering i nedstrømscellen, fortsetter AP uforminsket styrke. Noen celler kan kreve samtidig eksitering av flere gap junctions (eller ved en kombinasjon av gap junctions og synapser) for å aktivere.

Indre aksjonspotensialer

Tre typer aksjonspotensial

Ganglion celler i netthinnen kode varierende grader av farge eller lysstyrke ved å skyte på flytende rente.

Visse celler, for eksempel "sprengning" nerveceller i hippocampus, ikke krever ekstern aktivering å uttrykke aksjonspotensialer. Disse cellene har en unik fenotype (fysisk tilstand) som får dem til å fyre i periodiske pigger eller støt. Heller enn å APs per se, den elektrokjemiske aktiviteten av presynaptiske celler fører til at egenaktivitet av nervecellen til å fremskynde eller sakte ned. Denne type signalering gjør det mulig å overføre neuroner komplekse signaler som er kodet ved den hastighet eller mønsteret av avfyrings fremfor alt-eller-ingenting avfyring av en enkelt AP.