Saturs
- Rīcības potenciālu kopīgās iezīmes
- Elektroķīmiskie potenciāli
- Elektriskās darbības potenciāls
- Būtiskās darbības potenciāls
Rīcības potenciāls ir ātras pārejošas šūnas membrānas potenciāla svārstības, kas bieži aktivizē šūnu signālu. Membrānas potenciāls ir spriegums, kas izveidots starp šūnas iekšpusi un ārpusi, un ir uzlādētu daļiņu koncentrācijas īpašība katrā šūnu membrānas pusē. Šādas īpašības ir būtiskas nervu šūnu darbībai un tās ir atrodamas arī endokrīnās sistēmas muskuļos un dažās šūnās.
Konkrētā šūnu tipā darbības potenciāli ir būtiski atšķirami. Tomēr tie var būt funkcionāli nozīmīgi to izcelsmes dēļ, un ir lietderīgi klasificēt darbības potenciālus atbilstoši to netiešajiem cēloņiem: elektrochēmijai, elektriskajai vai iekšējai aktivizācijai.
Rīcības potenciālu kopīgās iezīmes
Faktiskais potenciāls ir membrānas depolarizācijas vilnis (un turpmākā repolarizācija), kas pāriet no vienas šūnas gala uz otru. To izraisa nātrija un kālija jonu plūsma, kas pozitīvi uzlādēta caur šūnu membrānu, izmantojot specializētus jonu kanālus. Nātrija pieplūdums depolarizē membrānu, padarot to pozitīvāku. Tas izraisa kālija refluksu, kas repolarizē (faktiski hiperpolarizē) membrānu, padarot to negatīvu.
Pēc darbības uzsākšanas darbības potenciāls ir viss vai nekas notikums vai potenciāls ir aktivizēts vai šūna paliek nemainīga bez starpposma stāvokļa. Visi potenciāli dotajā šūnā ir identiski, jo jonu plūsmas modelis ir selektīvo jonu kanālu īpašums, kas izraisīja šīs parādības rašanos. Tāpēc nav iespējams noteikt to cēloņus, mērot šūnu membrānas potenciālu. Tā vietā šūna ir rūpīgi jāanalizē, lai noskaidrotu, kurus stimulus tā reaģē.
Elektroķīmiskie potenciāli
Visizplatītākais darbības potenciāla ierosināšanas faktors ir elektrochemiskā aktivitāte. Tas rodas, ja šūna tiek depolarizēta (ierosināta) ar ķīmisku signālu. Neironos tas notiek īpašos savienojumos starp nervu šūnām, kas pazīstamas kā sinapses.
Sinapses modelī transmisijā esošais neirons (presinaptisks) izdala ķīmisko signālu, ko sauc par neirotransmiteru, kas aktivizē receptoru (post synaptic) neironu, atverot bloķētus īpašus neirotransmiteru jonu kanālus, izraisot depolarizāciju. Ja notiek pietiekama depolarizācija, sprieguma izmaiņas izraisa spriegumu atkarīgu īpašu jonu kanālu populācijas atvēršanos tuvu neirona pamatnei. Tas ir tas, kas ierosina rīcības potenciālu.
Tādējādi sākotnējo depolarizāciju izraisa neirotransmiteri, kas atver jonu kanālus, kas savukārt izraisa darbības potenciālu caur jonu atkarīgiem sprieguma kanāliem. Šis potenciāls ir ideāls neironiem, jo tos var viegli nostiprināt vai vājināt, kas ir pamats smadzeņu apguvei.
Elektriskās darbības potenciāls
Lai gan elektrodus, protams, var izmantot, lai izraisītu darbības potenciālus smadzeņu šūnās, nervu sistēmai jau ir elektriskās aktivācijas sistēma starp dažiem neironiem. Lai gan lielāko daļu neironu virza ķīmiskā sinaptiskā aktivitāte, dažas aktivē sprādzienu krustojumi, kas ir lielas poras, kas savieno divas šūnas.
Šajos krustojumos darbības potenciāls viegli pārvietojas no vienas šūnas uz otru, jo elektriskā strāva nepārtraukti plūst šūnu kopīgajā šķidrumā. Ja šī strāva izraisa pietiekamu depolarizāciju lejupējā šūnā, potenciāls paliek nemainīgs. Dažām šūnām var būt nepieciešams aktivizēt vairāku krustojumu vienlaicīgu ierosmi (vai savienojumu un sinapšu kombināciju).
Būtiskās darbības potenciāls
Atsevišķām šūnām, piemēram, hipokampu pārraujošiem neironiem, nav nepieciešama ārēja aktivācija, lai izteiktu darbības potenciālus. Šīm šūnām ir unikāls fenotips (fizikālais stāvoklis), kas izraisa to aktivizēšanos periodisku pīķu vai pārrāvumu laikā. Vēlams pašam izraisīt darbības potenciālu, presinaptīvo šūnu elektrochemiskā aktivitāte izraisa neirona iekšējo aktivitāti, lai paātrinātu vai palēninātu. Šāda veida signalizācija ļauj neironiem pārraidīt sarežģītus signālus, ko kodē degšanas ātruma modelis, nevis vispārējas darbības potenciāla aktivizēšana.
