Сальтаторная проводимость

Распространение потенциалов действия по миелинизированным аксонам нейронов.

Распространение потенциала действия в миелинизированных нейронах происходит быстрее, чем в немиелинизированных нейронах, из-за скачкообразной проводимости.

Дендрит

Сома

Аксон

Ядро

Узел
Ранвье

Аксон терминал

Шванновская ячейка

Миелиновой оболочки

Сальтаторная проводимость возникает только по миелинизированным аксонам .

Распространение потенциала действия по миелинизированному нервному волокну.

В нейробиологии скачкообразная проводимость (от латинского saltus « прыжок  », прыжок) — это распространение потенциалов действия по миелинизированным аксонам от одного узла Ранвье к следующему узлу, увеличивающее скорость проведения потенциалов действия. Неизолированные перехваты Ранвье — единственные места вдоль аксона, где ионы обмениваются через мембрану аксона, регенерируя потенциал действия между областями аксона, изолированными миелином, в отличие от электропроводности в простой цепи.

Механизм

Миелинизированные аксоны позволяют потенциалам действия возникать только в немиелинизированных узлах Ранвье, которые возникают между миелинизированными междоузлиями. Именно благодаря этому ограничению скачкообразная проводимость распространяет потенциал действия вдоль аксона нейрона со скоростью, значительно более высокой, чем это было бы возможно в немиелинизированных аксонах (150 м/с по сравнению со скоростью от 0,5 до 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 еще один потенциал действия, тем самым обновляя сигнал. Таким образом, скачкообразная проводимость позволяет электрическим нервным сигналам распространяться на большие расстояния с высокой скоростью без какого-либо ухудшения качества сигнала. Хотя кажется, что потенциал действия скачет вдоль аксона, на самом деле это явление представляет собой просто быстрое проведение сигнала внутри миелинизированной части аксона. Если бы вся поверхность аксона была изолирована, потенциалы действия не могли бы регенерироваться вдоль аксона, что приводило бы к ухудшению сигнала.

Энергоэффективность

Помимо увеличения скорости нервного импульса, миелиновая оболочка помогает снизить расход энергии по мембране аксона в целом, поскольку количество ионов натрия и калия, которые необходимо перекачивать, чтобы вернуть концентрации в состояние покоя после каждый потенциал действия уменьшается. ^[2]

Распределение

Сальтаторная проводимость широко встречается в миелинизированных нервных волокнах позвоночных, но позже была обнаружена в паре медиальных миелинизированных гигантских волокон Fenneropenaeus chinensis и креветок Marsupenaeus japonicus , ^{[3] [4] [5]} , а также в срединном гигантском волокне дождевой червь . ^[6] Сальтаторная проводимость также была обнаружена в миелинизированных волокнах малого и среднего размера креветок Penaeus . ^[7]

Смотрите также

• Биоэлектрохимия
• Теория кабеля
• Электрофизиология
• Эфаптическая связь  - форма связи нервной системы.
• Уравнение тока GHK  – выражение ионного потока через клеточную мембрануСтраницы с краткими описаниями целей перенаправления.
• Уравнение Гольдмана  - обобщение уравнения Нернста для мембранного потенциала.
• Модель Хиндмарша – Роуза  – Всплеск-взрывное поведение нейрона
• Модель Ходжкина – Хаксли  - описывает, как нейроны передают электрические сигналы.
• Нейротрансмиссия  - передача импульсов между нейронами.
• Патч-зажим  - Лабораторная техника по электрофизиологии
• Количественные модели потенциала действия
• Миелинизация  – жировое вещество, которое окружает аксоны нервных клеток, изолируя их и увеличивая скорость передачи данных.Страницы с краткими описаниями целей перенаправления.

Рекомендации

1. Первес Д., Августин Г.Дж., Фитцпатрик Д. (2001). «Увеличенная скорость проводимости как результат миелинизации». Нейронаука (2-е изд.). Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates.
2. Тамаркин Д. «Сальтаторная проводимость ПД». Архивировано из оригинала 30 октября 2014 года . Проверено 6 мая 2014 г.
3. Сюй К., Тан Т.П., Чен Ф.С. (август 1964 г.). «О возбуждении и скачкообразной проводимости в гигантском волокне креветки ( Penaeus orientalis )». Материалы 14-го Национального конгресса Китайской ассоциации физиологических наук : 7–15.
4. Сюй К., Тан Т.П., Чен Ф.С. (1975). «Сальтаторная проводимость в миелинизированном гигантском волокне креветки ( Penaeus orientalis )». КексуэТонгбао . 20 : 380–382.
5. Кусано К., ЛаВейл М.М. (август 1971 г.). «Проведение импульса в мозговом гигантском волокне креветки с особым упором на структуру функционально возбудимых областей». Журнал сравнительной неврологии . 142 (4): 481–94. doi : 10.1002/cne.901420406. PMID  5111883. S2CID  33273673.
6. Гюнтер Дж (август 1976 г.). «Проведение импульса в миелинизированных гигантских волокнах дождевого червя. Строение и функции дорсальных узлов срединного гигантского волокна». Журнал сравнительной неврологии . 168 (4): 505–31. doi : 10.1002/cne.901680405. PMID  939820. S2CID  11826323.
7. Сюй К., Теракава С. (1993). «Сальтаторная проводимость и новый тип возбудимых окон в миелинизированных нервных волокнах креветок». Японский журнал физиологии . 43 Приложение 1: С285-93. ПМИД  8271510.

дальнейшее чтение

• Саладин К. «Сальтаторная проводимость». Биология онлайн .
• Анатомия и физиология: единство формы и функции (6-е изд.). МакГроу-Хилл. 2011. ISBN 978-0-07-768033-6.

Внешние ссылки

• Сальтаторная проводимость - Scholarpedia
• клеточная биология. Почему скачкообразная проводимость в миелинизированных аксонах происходит быстрее, чем непрерывная проводимость в немиелинизированных аксонах?