Aksiyon Potansiyeli Nedir?

Adım atmaktan telefonunuzu almaya kadar her şey yaptığınızda, beyniniz elektrik sinyallerini vücudunuzun geri kalanına iletir. Bu sinyallere aksiyon potansiyalleri. Aksiyon potansiyelleri kaslarınızın hassas bir şekilde koordinasyon ve hareket etmesini sağlar. Beyindeki nöron adı verilen hücreler tarafından bulaşırlar.

Önemli Çıkarımlar: Aksiyon Potansiyeli

Aksiyon potansiyelleri beyindeki hücreler tarafından iletilir. nöronlar. Nöronlar, dünyaya gönderilen dünyayla ilgili bilgileri koordine etmek ve işlemekten sorumludur. vücudunuzdaki kaslara komutlar göndermek ve tüm elektrik sinyallerini iletmek arasında.

Nöron, vücudun her tarafına bilgi aktarmasına izin veren birkaç bölümden oluşur:

• dentritler bir nöronun yakındaki nöronlardan bilgi alan dallı kısımlarıdır.
• vücut hücresi nöron kendi içerir çekirdekhücrenin kalıtsal bilgilerini içerir ve hücrenin büyümesini ve çoğalmasını kontrol eder.
• akson elektrik sinyallerini hücre gövdesinden uzağa iletir, uçlarındaki diğer nöronlara bilgi iletir veya akson terminalleri.

Nöronu girdi alan bir bilgisayar gibi düşünebilirsiniz (klavyenizdeki bir harf tuşuna basmak gibi) dendritleri aracılığıyla, daha sonra size bir çıktı verir (bilgisayar ekranınızda o harfin görüldüğünü görerek) akson. Arada, bilgi, giriş istenen çıktı ile sonuçlanacak şekilde işlenir.

“Dikenler” veya “darbeler” olarak da adlandırılan aksiyon potansiyelleri, bir hücresel zar boyunca elektrik potansiyeli bir olaya tepki olarak hızla yükselir, sonra düşer. Tüm süreç tipik olarak birkaç milisaniye sürer.

Hücresel bir zar, bir hücreyi çevreleyen ve onu koruyan çift protein ve lipit katmanıdır. dış ortamdan içerikler ve diğerlerini tutarken sadece belirli maddelerin içeri girmesine izin verme dışarı.

Volt (V) cinsinden ölçülen bir elektrik potansiyeli, aşağıdakileri içeren elektrik enerjisi miktarını ölçer: potansiyel yapmak iş. Tüm hücreler, hücre zarlarında elektriksel bir potansiyele sahiptir.

Bir hücrenin içindeki potansiyelin dışarı ile karşılaştırılmasıyla ölçülen bir hücresel zar boyunca elektrik potansiyeli ortaya çıkar. konsantrasyon farklılıklarıveya konsantrasyon gradyanları, hücrenin içinde dışında iyon olarak adlandırılan yüklü parçacıklardır. Bu konsantrasyon gradyanları, iyonları dengesizliklerin dışına çıkaran elektriksel ve kimyasal dengesizliklere neden olurken, daha farklı dengesizlikler daha büyük bir motivasyon sağlar veya itici güçdengesizliklerin giderilmesi için. Bunu yapmak için, bir iyon tipik olarak membranın yüksek konsantrasyonlu tarafından düşük konsantrasyonlu tarafa doğru hareket eder.

Aksiyon potansiyellerine ilgi duyan iki iyon potasyum katyondur (K⁺) ve sodyum katyonu (Na⁺), hücrelerin içinde ve dışında bulunabilir.

• Daha yüksek bir K konsantrasyonu vardır⁺ hücrelerin dışına göre.
• Daha yüksek bir Na konsantrasyonu vardır.⁺ hücrelerin dışına göre, yaklaşık 10 kat daha yüksektir.

Devam eden bir eylem potansiyeli olmadığında (yani, hücre “hareketsiz” olduğunda), nöronların elektriksel potansiyeli dinlenme zarı potansiyelitipik olarak -70 mV civarında olduğu ölçülür. Bu, hücrenin içinin potansiyelinin dışarıdan 70 mV daha düşük olduğu anlamına gelir. Bunun bir denge durum hala hücrenin içine ve dışına hareket eder, fakat dinlenme membran potansiyelini oldukça sabit bir değerde tutar.

Dinlenme zarı potansiyeli muhafaza edilebilir, çünkü hücresel zar oluşturan proteinler içerir iyon kanalları - iyonların hücrelere girip çıkmasına izin veren delikler - ve sodyum / potasyum pompaları hücrelerin içine ve dışına iyon pompalayabilir.

İyon kanalları her zaman açık değildir; bazı kanal türleri yalnızca belirli koşullara yanıt olarak açılır. Dolayısıyla bu kanallara “geçitli” kanallar denir.

bir sızıntı kanalı rastgele açılır ve kapanır ve hücrenin dinlenme membran potansiyelini korumaya yardımcı olur. Sodyum kaçak kanalları Na'ya izin verir⁺ yavaş yavaş hücre içine hareket (çünkü Na konsantrasyonu⁺ dışta içeriye göre daha yüksektir), potasyum kanalları K⁺ hücre dışına çıkmak (çünkü K konsantrasyonu⁺ içeride dışarıya göre daha yüksektir). Bununla birlikte, potasyum için sodyumdakinden çok daha fazla sızıntı kanalı vardır ve bu nedenle potasyum hücreye giren sodyumdan çok daha hızlı bir şekilde hücre dışına çıkar. Böylece, dışarıda Hücre hücresinin geri kalan membran potansiyelinin negatif olmasına neden olur.

Bir sodyum / potasyum pompa sodyumun hücre veya potasyumdan hücreye geri taşınmasıyla dinlenme membran potansiyelini korur. Ancak, bu pompa iki K getiriyor⁺ her üç Na için iyonlar⁺ iyonlar çıkarıldı, negatif potansiyel korundu.

Gerilim kapılı iyon kanalları aksiyon potansiyelleri için önemlidir. Bu kanalların çoğu, hücresel zar dinlenme membran potansiyeline yakın olduğunda kapalı kalır. Bununla birlikte, hücrenin potansiyeli daha olumlu (daha az negatif) hale geldiğinde, bu iyon kanalları açılacaktır.

Aksiyon potansiyeli geçici dinlenme membran potansiyelinin tersine çevrilmesi, negatiften pozitife. Aksiyon potansiyeli “başak” genellikle birkaç aşamaya ayrılır:

1. Bir sinyale yanıt olarak (veya uyarıcı) reseptörüne bağlanan veya parmağınızla bir tuşa basılan bir nörotransmitter gibi bazı Na⁺ kanallar açık, Na⁺ konsantrasyon gradyanı nedeniyle hücreye akması. Membran potansiyeli depolarizesveya daha olumlu hale gelir.
2. Membran potansiyeli, eşik değer - genellikle -55 mV civarında - aksiyon potansiyeli devam eder. Potansiyele ulaşılmazsa, aksiyon potansiyeli gerçekleşmez ve hücre, dinlenme membran potansiyeline geri döner. Bir eşik değere ulaşma şartı, aksiyon potansiyeline Ya hep ya hiç Etkinlik.
3. Eşik değerine ulaştıktan sonra, voltaj kapılı Na⁺ kanallar açık ve Na⁺ iyonlar hücreye akar. Membran potansiyeli, negatif olandan pozitif olana doğru döner çünkü hücrenin içi, şimdi dışarıya göre daha pozitiftir.
4. Membran potansiyeli +30 mV'ye ulaştığında - aksiyon potansiyelinin zirvesi - voltajlı potasyum kanallar açık ve K⁺ konsantrasyon gradyanı nedeniyle hücreyi terk eder. Membran potansiyeli repolarizesveya negatif dinlenme membran potansiyeline geri döner.
5. Nöron geçici olarak olur hyperpolarized K olarak⁺ iyonları, zar potansiyelinin dinlenme potansiyelinden biraz daha negatif olmasına neden olur.
6. Nöron bir dayanıklıdönemburada sodyum / potasyum pompası nöronu dinlenme membran potansiyeline geri döndürür.

Aksiyon potansiyeli, aksonun uzunluğunu, bilgiyi diğer nöronlara ileten akson terminallerine doğru hareket ettirir. Yayılma hızı, aksonun çapına (daha geniş çapın daha hızlı yayılım anlamına geldiği anlamına gelir) ve bir aksonun bir kısmının kapsanıp kaplanmadığına bağlıdır. miyelin, bir kablo telinin kaplamasına benzer bir yağ maddesi: aksonu kılıflar ve elektrik akımının dışarı sızmasını önleyerek aksiyon potansiyelinin daha hızlı oluşmasını sağlar.

• “12.4 Aksiyon Potansiyeli.” Anatomi ve psikoloji, Basın kitapları, opentextbc.ca/anatomyandphysiology/chapter/12-4-the-action-potential/.
• Charad, Ka Xiong. "Aksiyon potansiyalleri." HyperPhysics, hiperfizik.phy-astr.gsu.edu/hbase/Biology/actpot.html.
• Egri, Csilla ve Peter Ruben. “Aksiyon Potansiyelleri: Üretim ve Yayılma.” ELS, John Wiley & Sons, Inc., 16 Nisan 2012, onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470015902.a0000278.pub2.
• “Nöronlar Nasıl İletişim Kuruyor.” Lümen - Sınırsız Biyoloji, Lümen Öğrenme, kurslar.lumenlearning.com/boundless-biology/chapter/how-neurons-communicate/.