Akční potenciál
Jak cestování signalizuje nervů a jako lokalizované změny, které zkrátí svalové buňky, potentials akce jsou základní rys zvířecího života. Oni dali rychlost myšlenky a akci, omezit velikosti vyvíjejících se anatomií a umožnit centralizovanou kontrolu a koordinaci organss a tissuess.| Tabulka s obsahem |
| 1 základní rysy 2 základový mechanismus 3 zahájení 4 šíření vln 5 “Saltatory” propagace 6 detekce a pozorování 7 popsaných vlastností |
Když biologická buňka nebo pole blány podstoupí akční potenciál -- nebo”elektrická excitace“-- polarita napětí transmembrane houpe se rychle od záporu k pozitivní a zpět. Uvnitř některého jedna “vzrušivá” buňka, nepřetržitá akce potentials typicky být nerozeznatelný. Také mezi různými buňkami amplitudy houpání napětí inklinují být ostře stejný. Ale rychlost a jednoduchost potentials akce se mění významně mezi buňkami, zvláště mezitím různá buňka píše.
Minimálně, akční potenciál zahrne depolarizace, repolarization a konečně hyperpolarization (nebo “undershoot”). Ve specializovaných svalových buňkách srdce, takový jako vodič buňky, “fáze plošiny” střední napětí může předcházet repolarization.
Transmembrane napěťové změny, které zaberou místo během akčního potenciálu vyplývat ze změn v propustnosti blány k přesný ionty, interní a vnější koncentrace kterých buňek tvrdí v nerovnováze. V axonu vlákna nervů, výsledky depolarizace od vnitřního spěchu sodíkových iontů, repolarization chvíle a hyperpolarization se vynoří z vnějšího spěchu iontů draslíku. Ionty vápníku smíří se nejvíce nebo všichni depolarizing proudů u axonu pre-synaptický terminus, ve svalových buňkách (včetně srdce ) a v nějakém dendrites.
Nerovnováha iontů to dělá možný ne jediná akce potentials, ale potenciál klidové buňky vyvstává přes práci pump, zvláště sodík-draslík exchanger.
Změny v propustnosti blány a počátku a zastavení iontových proudů odrážejí otevření a uzavření “napětí-gated” kanály iontu, který poskytovat portály přes blánu pro ionty. Bydlet v a trvat blánu, tito enzymes cítit a reagovat na změny v potenciálu transmembrane.
Potentials akce jsou odjištěny počáteční depolarizací k věci práh. tento potenciál prahu mění se ale obecně je o 15 millivolts nad klidovým potenciálem buňky. Typicky zahájení akčního potenciálu nastane u synapse, ale smět nastat kdekoli podél axonu. V jeho objevu “elektřina zvířete,” Luigi Galvani zjistil akční potenciál přes kontakt jeho skalpelu s ischiatickým motorickým nervem žáby on pitval, působit jeden z jeho noh ke kopu jak v životě.
V jemných vláknech jednoduchý (nebo “unmyelinated) axony, potentials akce množí jako vlny, které cestování u rychlostí až 120 metrů za sekundu.
Propagační rychlost těchto “popudů” je rychlejší ve tučnějších vláknech než v tenkých, jiné bytí věcí se rovnat. V jejich Nobelově ceně- vítězná práce odkrývat přírodu vlny a iontový mechanismus potentials akce, Alan Hodgkin a Andrew Huxley dělané pokusy na “obřím vlákně” Atlantik chobotnice. Zodpovědný za iniciující let, tento axon je tučný dost být viděn bez mikroskopu (100 k 1000 časům větší než je typický). Toto je převzato odrážet adaptaci pro rychlost. Opravdu, rychlost nervových impulsů v těchto vláknech je mezi nejrychleji v přírodě.
Mnoho neurons mají izolující pochvy”myelin” obklopovat jejich axony, který umožnit potentials akce cestovat rychleji než v axonech unmyelinated stejného průměru. Myelin oplášťování normálně běží podél axonu v částech o 1 mm dlouho, přerušovaný tím, že unsheathed uzly Ranvier.
Protože slaný cytoplasma axonu je elektricky napomáhající, a protože myelin brání propouštění poplatku přes blánu, depolarizace u jednoho uzlu je dostatečná zvýšit napětí u sousedního uzlu k prahu pro zahájení akčního potenciálu. Tak v axonech myelinated, potentials akce nemnoží jako vlny, ale vracet se u postupných uzlů a ve skutečnosti poskok podél axonu. Tento způsob propagace je znán jak saltatory vedení.
Nemoc skleróza multiplex (MS) je způsobený zhroucením myelin oplášťování, a degraduje kontrolu svalu tím, že zničí schopnost axonů k řízení akce potentials.
Potentials akce jsou změřeny s nahrávkovýma technikami electrophysiology. V případě typického nervového akčního potenciálu na osciloskopu, relativně velký přesun do více pozitivní hodnoty, následovaný repolarization zotavení a undershoot spolu stopují oblouk, který mohl být popisován jak deformoval sine vlnu -- nebo jako akustické signály na nemocnici EKG stroje, které mohou jsou viděny v TV (tyto EKG vlny jsou skvrna celé akce potentials v jednom tepe, tak oni nařídí více pomalu než nějaký jednotlivec “A.P.” a mít poněkud komplikovanější tvar). V axonu unmyelinated, který je “palba” akční potenciál, transmembrane potenciál v nějakém okamžiku bude lišit se od důvodu k bodu podél vlákna, s jeho amplitudou spoléhat se na zda A.P. vlna došla na to místo nebo prošla kolem toho, a jak dlouhý dříve. Nahrávka od jediného bodu se ukáže různé fáze akčního potenciálu nařídily -- depolarizace, repolarization, hyperpolarization -- jak vlna projde.
Prototypically, depolarizace a repolarization spolu jsou kompletní v asi dvou milisekundách, zatímco undershoots může trvat stovky milisekund, se spoléhat na buňku. V neurons, přesná délka hrubě dva-zpoždění milisekundy v repolarization může mít silný účinek na množství neurotransmitter povolený u synapse. Trvání hyperpolarization určuje nerv je “refrakterní fáze” (jak dlouhý až do toho smět řídit další akční potenciál) a od této doby frekvence u kterého to bude vypalovat dolů spojitou stimulaci. Oba těchto vlastností být podřízený biologickému pravidlu, primárně (mezi mechanismy zjistily doposud) jednat podle kanálů iontu vybíravý pro draslík.
Ve vodiči a jiných srdečních svalových buňkách, vnitřní vápník proudy určují tvar a trvání fáze plošiny, který podle pořadí řídí sílu a trvání zkracování. Vidět ventrikulární akční potenciál, síňový akční potenciál a vodič akční potenciál pro další podrobnosti.