POTENSYAL NA PAGKILOS: PAGPAPALAGANAP AT MGA PHASE - GEOGRAFÍA - 2025

Ang potensyal na pagkilos ay isang maikling buhay na de-koryenteng o kemikal na kababalaghan na nangyayari sa mga neuron ng ating utak. Masasabi na ito ay ang mensahe na ipinapadala ng isang neuron sa iba pang mga neuron.

Ang potensyal na pagkilos ay ginawa sa cell body (nucleus), na tinatawag ding soma. Naglalakbay ito sa buong axon (isang pagpapahaba ng neuron, na katulad ng isang wire) hanggang sa maabot ang dulo nito, na tinatawag na terminal button.

Ang mga potensyal na pagkilos sa isang naibigay na axon ay palaging may parehong tagal at kasidhian. Kung ang mga sanga ng axon sa iba pang mga proseso, ang potensyal na pagkilos ay nahahati, ngunit ang intensity nito ay hindi nabawasan.

Kapag ang potensyal na pagkilos ay umabot sa mga pindutan ng terminal ng neuron, pinapagtipid nila ang mga kemikal na tinatawag na mga neurotransmitters. Ang mga sangkap na ito ay nagaganyak o nakakapigil sa neuron na tumatanggap sa kanila, na nakakagawa ng isang potensyal na pagkilos sa sinabi ng neuron.

Karamihan sa kung ano ang nalalaman tungkol sa mga potensyal na pagkilos ng mga neuron ay nagmula sa mga eksperimento na may higanteng squid axons. Madali itong pag-aralan dahil sa laki nito, dahil umaabot mula sa ulo hanggang buntot. Nagsisilbi sila upang ang hayop ay maaaring lumipat.

Ang potensyal na lamad ng neuron

A. Scheme na pagtingin ng isang perpektong potensyal na pagkilos. B. Real record ng isang potensyal na pagkilos. Pinagmulan: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Ang mga neuron ay may ibang singil sa kuryente sa loob kaysa sa labas. Ang pagkakaiba na ito ay tinatawag na potensyal ng lamad .

Kapag ang isang neuron ay nasa resting potensyal , nangangahulugan ito na ang singil ng kuryente nito ay hindi binago ng excitatory o mga inhibitory synaptic na potensyal.

Sa kabilang banda, kapag naiimpluwensyahan ito ng iba pang mga potensyal, ang potensyal ng lamad ay maaaring mabawasan. Ito ay kilala bilang depolarization .

Sa kabilang banda, kapag ang potensyal ng lamad ay nagdaragdag na may paggalang sa normal na potensyal nito, nangyayari ang isang kababalaghan na tinatawag na hyperpolarization .

Kapag ang isang napakabilis na pag-urong ng potensyal ng lamad ay nangyayari nang bigla, nangyayari ang isang potensyal na pagkilos . Ito ay binubuo ng isang maikling salpok ng koryente, na isinalin sa mensahe na naglalakbay sa pamamagitan ng axon ng neuron. Nagsisimula ito sa katawan ng cell, na umaabot sa mga pindutan ng terminal.

Ang salpok ng nerve ay bumibiyahe sa axon

Mahalaga, para sa potensyal na pagkilos na maganap, ang mga de-koryenteng pagbabago ay dapat maabot ang isang threshold, na tinatawag na threshold ng paggulo . Ito ang halaga ng potensyal ng lamad na dapat na maabot para sa potensyal na pagkilos na mangyari.

Scheme ng isang chemical synaps

Mga potensyal na pagkilos at pagbabago sa mga antas ng ion

Ang lamad ng pagkamatagusin ng lamad sa isang potensyal na pagkilos. Ang estado ng pahinga (1), sodium at potassium ion ay hindi maaaring dumaan sa lamad, at ang neuron ay may negatibong singil sa loob. Ang pag-expolarization (2) ng neuron ay isinaaktibo ang sodium channel, na nagpapahintulot sa sodium ions na dumaan sa lamad ng neuron. Ang repolarization (3), kung saan malapit ang mga channel ng sodium at bukas ang mga channel ng potasa, ang mga ion ng potassium ay tumatawid sa lamad. Sa panahon ng refractory (4), ang potensyal ng lamad ay bumalik sa estado ng pamamahinga habang malapit ang mga channel ng potasa. Pinagmulan: Mabilis na lamad ng lamad ng isang Neuron Sa panahon ng isang Potensyal na Pagkilos.pdf at potensyal na Pagkilos, CThompson02

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang neuron ay handa na tumanggap ng sodium (Na +) sa loob. Gayunpaman, ang lamad nito ay hindi masyadong natatagpuan sa ion na ito.

Bilang karagdagan, ang mga kilalang "sodium-potassium transporters" ay mayroong isang protina na matatagpuan sa cell lamad na responsable para sa pag-alis ng mga sodium ion mula dito at pagpapakilala ng mga potassium ion. Partikular, para sa bawat 3 mga sodium ion na kumukuha nito, ipinakikilala nito ang dalawang potassium ion.

Pinapanatili ng mga transporter na mababa ang mga antas ng sodium sa loob ng cell. Kung ang pagkamatagusin ng cell ay tumaas at maraming sosa ang pumasok dito nang bigla, ang potensyal ng lamad ay magbabago nang radikal. Tila, ito ang pumupukaw ng isang potensyal na pagkilos.

Partikular, ang pagkamatagusin ng lamad sa sodium ay tataas, ang mga ito ay pumapasok sa neuron. Habang, sa parehong oras, ito ay magpapahintulot sa mga ion ng potasa na umalis sa cell.

Paano nangyayari ang mga pagbabagong ito sa pagkamatagusin?

Ang mga cell ay naka-embed sa kanilang lamad ng maraming mga protina na tinatawag na mga channel ng ion . Ang mga ito ay may mga pagbubukas kung saan maaaring pumasok o mag-iwan ang mga cell, bagaman hindi ito laging bukas. Ang mga Channel ay sarado o bubuksan ayon sa ilang mga kaganapan.

Mayroong maraming mga uri ng mga channel ng ion, at ang bawat isa ay kadalasang nagdadalubhasa upang magsagawa ng eksklusibo ng ilang mga uri ng mga ion.

Halimbawa, ang isang bukas na channel ng sodium ay maaaring pumasa ng higit sa 100 milyong mga ions bawat segundo.

Paano ginawa ang mga potensyal na pagkilos?

Ang mga neuron ay nagpapadala ng impormasyon ng electrochemically. Nangangahulugan ito na ang mga kemikal ay gumagawa ng mga signal ng elektrikal.

Ang mga kemikal na ito ay may isang singil na de-koryenteng, kung kaya't tinawag silang mga ions. Ang pinakamahalaga sa sistema ng nerbiyos ay ang sodium at potassium, na mayroong positibong singil. Bilang karagdagan sa kaltsyum (2 positibong singil) at murang luntian (isang negatibong singil).

Ang mga pagbabago sa potensyal ng lamad

Ang unang hakbang para sa isang potensyal na pagkilos ay maaaring mangyari ay isang pagbabago sa potensyal ng lamad ng cell. Ang pagbabagong ito ay dapat lumampas sa threshold ng paggulo.

Partikular, mayroong pagbawas sa potensyal ng lamad, na kung saan ay tinatawag na depolarization.

Pagbubukas ng mga channel ng sodium

Bilang isang kinahinatnan, ang mga channel ng sodium na naka-embed sa lamad na bukas, na pinapayagan ang sodium na pumasok sa neuron nang napakalaking. Ang mga ito ay hinihimok ng mga puwersa ng pagsasabog at presyon ng electrostatic.

Dahil ang mga ion ng sodium ay positibong sisingilin, nagiging sanhi ito ng isang mabilis na pagbabago sa potensyal ng lamad.

Pagbubukas ng potasa channel

Ang membrane ng axon ay may parehong mga sodium at potassium channel. Gayunpaman, ang huli ay binuksan mamaya, dahil hindi gaanong sensitibo. Iyon ay, kailangan nila ng isang mas mataas na antas ng depolarization upang buksan at iyon ang dahilan kung bakit sila magbubukas mamaya.

Ang pagsasara ng mga channel ng sodium

May darating na oras na maabot ang potensyal na pagkilos sa pinakamataas na halaga nito. Mula sa panahong ito, ang mga channel ng sodium ay naharang at sarado.

Hindi na nila mabubuksan muli hanggang maabot muli ng lamad ang lamad. Bilang kinahinatnan, wala nang sodium na maaaring makapasok sa neuron.

Pagwawakas ng channel ng potassium

Gayunpaman, ang mga channel ng potasa ay nananatiling bukas. Pinapayagan nitong dumaloy ang mga ion ng potassium sa cell.

Dahil sa pagsasabog at electrostatic pressure, dahil ang interior ng axon ay positibong sisingilin, ang mga potassium ion ay itinulak sa labas ng cell. Sa gayon, ang potensyal ng lamad ay nakakakuha ng karaniwang halaga nito. Unti-unti, ang mga channel ng potasa ay nagsasara.

Ang paglabas ng mga kasyon ay nagiging sanhi ng potensyal ng lamad na mabawi ang normal na halaga nito. Kapag nangyari ito, ang mga channel ng potasa ay nagsisimulang magsara muli.

Sa sandaling maabot ng potensyal ng lamad ang normal na halaga nito, ang mga potasa ng potasa ay malapit nang ganap. Medyo mamaya, ang mga sodium channel ay muling naisaayos bilang paghahanda para sa isa pang depolarization upang buksan ang mga ito.

Sa wakas, ang mga transporter ng sodium-potassium ay naglilihis sa sodium na pumasok at mabawi ang potasa na nauna nang naiwan.

Paano kumalat ang impormasyon sa pamamagitan ng axon?

Mga bahagi ng isang neuron. Pinagmulan: Walang ibinigay na may-akda na nababasa ng makina. Ipinagpalagay ni NickGorton ~ commonswiki (batay sa mga pag-aangkin sa copyright)

Ang axon ay binubuo ng isang bahagi ng neuron, isang cable na tulad ng extension ng neuron. Maaari silang maging masyadong mahaba upang pahintulutan ang mga neuron na pisikal na malayo upang magkonekta at magpadala ng impormasyon sa bawat isa.

Ang potensyal na pagkilos ay kumakalat sa axon at umabot sa mga pindutan ng terminal upang magpadala ng mga mensahe sa susunod na cell. Kung sinusukat namin ang intensity ng potensyal na pagkilos mula sa iba't ibang mga lugar ng axon, malalaman namin na ang intensity nito ay nananatiling pareho sa lahat ng mga lugar.

Lahat o walang batas

Nangyayari ito dahil ang axonal conduction ay sumusunod sa isang pangunahing batas: ang batas ng lahat o wala. Iyon ay, ang isang potensyal na pagkilos ay ibinibigay o hindi. Kapag nagsimula ito, naglalakbay ito sa buong axon hanggang sa dulo nito, palaging pinapanatili ang parehong sukat, hindi ito tataas o bababa. Bukod dito, kung ang isang sanga ng ehe, ang potensyal na pagkilos ay naghahati, ngunit pinapanatili nito ang laki nito.

Ang mga potensyal na pagkilos ay nagsisimula sa dulo ng axon na nakakabit sa somon ng neuron. Karaniwan silang naglalakbay sa isang direksyon lamang.

Mga potensyal sa pagkilos at pag-uugali

Maaari kang magtataka sa puntong ito: kung ang potensyal na pagkilos ay isang proseso na wala sa anuman, kung paano naganap ang ilang mga pag-uugali tulad ng pag-urong ng kalamnan na maaaring magkakaiba sa pagitan ng iba't ibang antas ng intensity? Nangyayari ito sa pamamagitan ng batas ng dalas.

Batas ng dalas

Ang nangyari ay ang isang potensyal na pagkilos ay hindi direktang nagbibigay ng impormasyon. Sa halip, ang impormasyon ay natutukoy ng dalas ng paglabas o pagpapaputok ng rate ng isang axon. Iyon ay, ang dalas kung saan nangyayari ang mga potensyal na pagkilos. Ito ay kilala bilang "batas ng dalas."

Kaya, ang isang mataas na dalas ng mga potensyal na pagkilos ay hahantong sa isang matinding pag-urong ng kalamnan.

Ang parehong ay totoo ng pagdama. Halimbawa, isang napaka-maliwanag na visual stimulus, na makunan, ay dapat gumawa ng isang mataas na "rate ng pagpapaputok" sa mga axon na nakakabit sa mga mata. Sa ganitong paraan, ang dalas ng mga potensyal na pagkilos ay sumasalamin sa intensity ng isang pisikal na pampasigla.

Samakatuwid, ang batas ng lahat o wala ay naakma ng batas ng dalas.

Iba pang mga anyo ng palitan ng impormasyon

Ang mga potensyal na pagkilos ay hindi lamang ang mga klase ng mga de-koryenteng signal na nangyayari sa mga neuron. Halimbawa, ang pagpapadala ng impormasyon sa kabuuan ng isang synaps ay nagbibigay ng isang maliit na salpok ng koryente sa lamad ng neuron na tumatanggap ng data.

Scheme ng isang synaps. Pinagmulan: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Minsan ang isang bahagyang pag-depolarization na masyadong mahina upang makabuo ng isang potensyal na pagkilos ay maaaring bahagyang mababago ang potensyal ng lamad.

Gayunpaman, ang pagbabagong ito ay unti-unting bumababa habang naglalakbay ito sa axon. Sa ganitong uri ng paghahatid ng impormasyon, ang sodium o ang mga potasa ng mga bukas na tubo o malapit.

Kaya, ang axon ay kumikilos tulad ng isang submarine cable. Habang ang signal ay ipinadala sa pamamagitan nito, bumababa ang amplitude nito. Ito ay kilala bilang pababang pagpapadaloy, at nangyayari ito dahil sa mga katangian ng axon.

Mga potensyal na pagkilos at myelin

Ang mga axon ng halos lahat ng mga mammal ay natatakpan sa myelin. Iyon ay, mayroon silang mga segment na napapaligiran ng isang sangkap na nagbibigay-daan sa pagpapadaloy ng nerbiyos, na ginagawang mas mabilis. Ang myelin coils sa paligid ng axon nang hindi hayaan itong maabot ang extracellular fluid.

Ang Myelin ay ginawa sa gitnang sistema ng nerbiyos ng mga cell na tinatawag na oligodendrocytes. Habang, sa peripheral nervous system, ginawa ito ng mga selula ng Schwann.

Ang mga segment ng myelin, na kilala bilang myathin sheaths, ay nahahati sa bawat isa sa pamamagitan ng mga hubad na lugar ng axon. Ang mga lugar na ito ay tinawag na nodules ni Ranvier at nakikipag-ugnay sila sa extracellular fluid.

Ang potensyal na pagkilos ay naiiba na ipinadala sa isang unmyelinated axon (na hindi sakop sa myelin) kaysa sa isang myelinated.

Ang potensyal na pagkilos ay maaaring maglakbay sa pamamagitan ng myelin na sakop na axonal membrane ng mga katangian ng kawad. Ang axon sa paraang ito, ay nagsasagawa ng de-koryenteng pagbabago mula sa lugar kung saan ang potensyal na pagkilos ay nangyayari sa susunod na node ng Ranvier.

Ang pagbabagong ito ng mga taper ay bahagyang, ngunit sapat na malakas upang maging sanhi ng isang potensyal na pagkilos sa susunod na node. Ang potensyal na ito ay pagkatapos ay na-trigger o paulit-ulit sa bawat node ng Ranvier, na nagdadala ng sarili sa buong myelinated area sa susunod na node.

Ang ganitong uri ng pagpapadaloy ng mga potensyal na pagkilos ay tinatawag na pagpapadaloy ng asin. Ang pangalan nito ay nagmula sa Latin na "saltare", na nangangahulugang "sumayaw". Ang konsepto ay dahil ang salpok ay tila tumalon mula sa node hanggang sa node.

Mga kalamangan ng pagpapadaloy ng saltatory para sa pagpapadala ng mga potensyal na pagkilos

Ang ganitong uri ng pagmamaneho ay may mga pakinabang. Una sa lahat, upang makatipid ng enerhiya. Ang mga transportasyon ng sodium-potassium ay gumugol ng maraming enerhiya sa paghila ng labis na sodium mula sa loob ng axon sa panahon ng mga potensyal na pagkilos.

Ang mga sodium-potassium transporters ay matatagpuan sa mga lugar ng axon na hindi sakop ng myelin. Gayunpaman, sa isang myelinated axon, ang sodium ay maaari lamang makapasok sa mga node ng Ranvier. Dahil dito, mas kaunting sodium ang pumapasok, at dahil dito, mas kaunting sodium ay dapat na pumped out, kaya ang mga transportasyon ng sodium-potassium ay kailangang gumana nang mas kaunti.

Ang isa pang pakinabang ng myelin ay ang bilis. Ang isang potensyal na pagkilos ay isinasagawa nang mas mabilis sa isang myelinated axon, dahil ang salpok na "jumps" mula sa isang node patungo sa isa pa, nang hindi kinakailangang dumaan sa buong axon.

Ang pagtaas ng bilis na ito ay nagiging sanhi ng pag-iisip at reaksyon ng mga hayop nang mas mabilis. Ang iba pang mga nabubuhay na nilalang, tulad ng pusit, ay may mga axon na walang myelin na nakakakuha ng bilis dahil sa pagtaas ng kanilang sukat. Ang mga puson na axon ay may isang malaking diameter (mga 500 µm), na nagpapahintulot sa kanila na maglakbay nang mas mabilis (mga 35 metro bawat segundo).

Gayunpaman, sa parehong bilis ang mga potensyal na pagkilos ay naglalakbay sa mga axon ng mga pusa, bagaman ang mga ito ay may diameter na 6 µm lamang. Ang mangyayari ay ang mga axons na ito ay naglalaman ng myelin.

Ang isang myelinated axon ay maaaring magsagawa ng mga potensyal na pagkilos sa bilis na halos 432 kilometro bawat oras, na may diameter na 20 µm.

Mga Sanggunian

1. Mga Potensyal ng Pagkilos. (sf). Nakuha noong Marso 5, 2017, mula sa Hyperphysics, Georgia State University: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
2. Carlson, NR (2006). Physiology ng pag-uugali 8th Ed. Madrid: Pearson.
3. Chudler, E. (nd). Ilaw, Kamera, Potensyal na Pagkilos. Nakuha noong Marso 5, 2017, mula sa University of Washington: faculty.washington.edu.
4. Mga Yugto ng Potensyal na Pagkilos. (sf). Nakuha noong Marso 5, 2017, mula sa Boundless: borderless.com.