Скачкообразное проведение

Распространение потенциалов действия по миелинизированным аксонам нейронов

Распространение потенциала действия в миелинизированных нейронах происходит быстрее, чем в немиелинизированных нейронах, из-за скачкообразного проведения.

Дендрит

Сома

Аксон

Аксонный холмик

Ядро

Перехват
Ранвье

Терминал аксона

Шванновская клетка

Миелиновая оболочка

Сальтаторное проведение происходит только по миелинизированным аксонам .

Распространение потенциала действия по миелинизированному нервному волокну

В нейронауке скачковое проведение ( от лат. saltus  'скачок, прыжок') — это распространение потенциалов действия по миелинизированным аксонам от одного перехвата Ранвье к следующему, увеличивающее скорость проведения потенциалов действия. Неизолированные перехваты Ранвье — единственные места вдоль аксона, где происходит обмен ионами через мембрану аксона, восстанавливая потенциал действия между областями аксона, которые изолированы миелином, в отличие от электрической проводимости в простой цепи.

Механизм

Миелинизированные аксоны допускают возникновение потенциалов действия только в немиелинизированных перехватах Ранвье, которые находятся между миелинизированными междоузлиями. Именно благодаря этому ограничению скачкообразное проведение распространяет потенциал действия вдоль аксона нейрона со скоростью, значительно более высокой, чем это было бы возможно в немиелинизированных аксонах (150 м/с по сравнению с 0,5–10 м/с). ^[1] Когда натрий устремляется в узел, он создает электрическую силу, которая толкает ионы, уже находящиеся внутри аксона. Эта быстрая проводимость электрического сигнала достигает следующего узла и создает другой потенциал действия, тем самым обновляя сигнал. Таким образом, скачкообразное проведение позволяет электрическим нервным сигналам распространяться на большие расстояния с высокой скоростью без какой-либо деградации сигнала. Хотя потенциал действия, по-видимому, скачет вдоль аксона, это явление на самом деле является просто быстрой проводимостью сигнала внутри миелинизированной части аксона. Если бы вся поверхность аксона была изолирована, потенциалы действия не могли бы восстанавливаться вдоль аксона, что привело бы к деградации сигнала. ^{[ необходима цитата ]}

Энергоэффективность

Помимо увеличения скорости нервного импульса, миелиновая оболочка помогает снизить расход энергии на всю мембрану аксона, поскольку уменьшается количество ионов натрия и калия, которые необходимо перекачивать для возвращения концентраций в состояние покоя после каждого потенциала действия. ^[2]

Распределение

Сальтаторное проведение широко распространено в миелинизированных нервных волокнах позвоночных, но позднее было обнаружено в паре медиальных миелинизированных гигантских волокон креветок Fenneropenaeus chinensis и Marsupenaeus japonicus , ^{[3] [4] [5],} а также в медиальном гигантском волокне дождевого червя . [ ^6] Сальтаторное проведение также было обнаружено в мелких и средних миелинизированных волокнах креветок Penaeus . ^[7]

Смотрите также

• Биоэлектрохимия
• Теория кабеля
• Электрофизиология
• Эфаптическая связь  – форма коммуникации нервной системы
• Уравнение тока ГХК  – Выражение ионного потока через клеточную мембрануСтраницы, отображающие краткие описания целей перенаправления
• Уравнение Гольдмана  – Обобщение уравнения Нернста для мембранного потенциала
• Модель Хайндмарша–Роуза  – импульсно-всплесковое поведение нейрона
• Модель Ходжкина–Хаксли  – описывает, как нейроны передают электрические сигналы.
• Нейротрансмиссия  – передача импульса между нейронами.
• Патч-кламп  – Лабораторная техника в электрофизиологии
• Количественные модели потенциала действия
• Миелинизация  — жировое вещество, окружающее аксоны нервных клеток, чтобы изолировать их и увеличить скорость передачи.Страницы, отображающие краткие описания целей перенаправления

Ссылки

1. Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D (2001). «Повышенная скорость проводимости в результате миелинизации». Neuroscience (2-е изд.). Sunderland (MA): Sinauer Associates.
2. Тамаркин Д. "Сальтационное проведение AP". Архивировано из оригинала 30 октября 2014 года . Получено 6 мая 2014 года .
3. Hsu K, Tan TP, Chen FS (август 1964). «О возбуждении и скачкообразной проводимости в гигантском волокне креветки ( Penaeus orientalis )». Труды 14-го Национального конгресса Китайской ассоциации физиологических наук : 7–15.
4. Hsu K, Tan TP, Chen FS (1975). «Сальтаторная проводимость в миелинизированных гигантских волокнах креветок ( Penaeus orientalis )». KexueTongbao . 20 : 380–382.
5. Kusano K, LaVail MM (август 1971). «Проведение импульса в гигантском волокне креветки с особым акцентом на структуру функционально возбудимых областей». Журнал сравнительной неврологии . 142 (4): 481–94. doi :10.1002/cne.901420406. PMID  5111883. S2CID  33273673.
6. Günther J (август 1976). «Проведение импульса в миелинизированных гигантских волокнах дождевого червя. Структура и функция дорсальных узлов в срединном гигантском волокне». Журнал сравнительной неврологии . 168 (4): 505–31. doi :10.1002/cne.901680405. PMID  939820. S2CID  11826323.
7. Xu K, Terakawa S (1993). «Сальтаторная проводимость и новый тип возбудимых фенестр в миелинизированных нервных волокнах креветок». Японский журнал физиологии . 43 Suppl 1: S285-93. PMID  8271510.

Дальнейшее чтение

• Саладин К. "Сальтаторная проводимость". Биология Онлайн .
• Анатомия и физиология: единство формы и функции (6-е изд.). McGraw-Hill. 2011. ISBN 978-0-07-768033-6.

Внешние ссылки

• Сальтаторная проводимость - Scholarpedia
• клеточная биология - Почему скачкообразное проведение в миелинизированных аксонах происходит быстрее, чем непрерывное проведение в немиелинизированных аксонах?