Гигантский аксон кальмара

— Гигантский аксон кальмара это очень большой (до 1,5 мм в диаметре; обычно около 0,5 мм) аксон , который контролирует часть водометной двигательной системы кальмара . Впервые он был описан Л. Вильямсом. ^[1] в 1909 году, ^[2] но это открытие было забыто до тех пор, пока английский зоолог и нейрофизиолог Дж. З. Янг не продемонстрировал функцию аксона в 1930-х годах, работая в Stazione Zoologica в Неаполе , Морской биологической ассоциации в Плимуте и Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул . ^[3]^[4] Кальмары используют эту систему в первую очередь для коротких, но очень быстрых движений по воде.

На нижней стороне тела кальмара, между головой и мантией, находится сифон , через который вода может быстро выбрасываться за счет быстрых сокращений мышц стенок тела животного. Это сокращение инициируется потенциалами действия в гигантском аксоне. Потенциалы действия распространяются быстрее в большем аксоне, чем в меньшем. ^[5]и кальмары развили гигантский аксон, чтобы улучшить скорость реакции побега . Увеличенный радиус аксона кальмара уменьшает внутреннее сопротивление аксона, поскольку сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения объекта. Это увеличивает пространственную постоянную ( $\lambda ={\sqrt {(r\times \rho _{m})/(2\times \rho _{i})}}$ ), что приводит к более быстрой локальной деполяризации и более быстрому проведению потенциала действия ( $E=E_{o}e^{-x/\lambda }$ ). ^[6]

В своей работе, получившей Нобелевскую премию по раскрытию ионного механизма потенциалов действия, Алан Ходжкин и Эндрю Хаксли провели эксперименты на гигантском аксоне кальмара, используя длинноперого прибрежного кальмара в качестве модельного организма . ^[7]Приз разделили с Джоном Экклсом . Большой диаметр аксона предоставил Ходжкину и Хаксли большое экспериментальное преимущество, поскольку позволил им вводить электроды фиксации напряжения внутрь просвета аксона.

Хотя аксон кальмара очень большой в диаметре, он немиелинизирован , что существенно снижает скорость проводимости. Скорость проводимости типичного аксона кальмара диаметром 0,5 мм составляет около 25 м/с. Во время типичного потенциала действия в гигантском аксоне каракатицы Sepia приток составляет 3,7 пмоль/см. ² (пикомоль на сантиметр ²) натрия компенсируется последующим оттоком 4,3 пмоль/см. ² калия. ^[8]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Кингсли, Дж. С. (1913). «Некролог. Леонард Вустер Уильямс» . Анатомическая запись . 7 : 33–38. дои : 10.1002/ar.1090070202 .
^ Уильямс, Леонард Вустер (1909). Анатомия обыкновенного кальмара: Loligo pealii, Lesueur . Лейден, Голландия: Библиотека и типография покойного Э. Дж. Брилла. п. 74. OCLC 697639284 – через Интернет-архив.
^ Янг, Дж. З. (апрель 1938 г.). «Функционирование гигантских нервных волокон кальмара» . Журнал экспериментальной биологии . 15 (2): 170–185. doi : 10.1242/jeb.15.2.170 – через Компанию Биологов Ltd.
^ Янг, JZ (июнь 1985 г.). «Головоногие моллюски и неврология». Биологический бюллетень . 168 (3С): 153–158. дои : 10.2307/1541328 . JSTOR 1541328 .
^ Первс, Дейл; Августин, Джордж Дж.; Фитцпатрик, Дэвид; Кац, Лоуренс К.; ЛаМантия, Энтони-Самуэль; Макнамара, Джеймс О.; Уильямс, С. Марк (2001). «Увеличенная скорость проводимости как результат миелинизации». Нейронаука. 2-е издание . Сандерленд, Массачусетс. {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Холмс, Уильям (2014). «Уравнение кабеля». В Джагере, Дитер; Юнг, Рану (ред.). Энциклопедия вычислительной нейронауки . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. дои : 10.1007/978-1-4614-7320-6 . ISBN 978-1-4614-7320-6 . S2CID 29482994 . Проверено 30 августа 2020 г.
^ Ходжкин А.Л., Хаксли А.Ф. (август 1952 г.). «Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению нерва» . Журнал физиологии . 117 (4): 500–44. дои : 10.1113/jphysicalol.1952.sp004764 . ПМЦ 1392413 . ПМИД 12991237 .
^ Плонси, Роберт; Барр, Роджер К. (2007). Биоэлектричество: количественный подход (3-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. п. 109. ИСБН 978-0-387-48864-6 .

[1] Кингсли, Дж. С. (1913). «Некролог. Леонард Вустер Уильямс» . Анатомическая запись . 7 : 33–38. дои : 10.1002/ar.1090070202 .

[2] Уильямс, Леонард Вустер (1909). Анатомия обыкновенного кальмара: Loligo pealii, Lesueur . Лейден, Голландия: Библиотека и типография покойного Э. Дж. Брилла. п. 74. OCLC 697639284 – через Интернет-архив.

[3] Янг, Дж. З. (апрель 1938 г.). «Функционирование гигантских нервных волокон кальмара» . Журнал экспериментальной биологии . 15 (2): 170–185. doi : 10.1242/jeb.15.2.170 – через Компанию Биологов Ltd.

[4] Янг, JZ (июнь 1985 г.). «Головоногие моллюски и неврология». Биологический бюллетень . 168 (3С): 153–158. дои : 10.2307/1541328 . JSTOR 1541328 .

[neuro-5] Первс, Дейл; Августин, Джордж Дж.; Фитцпатрик, Дэвид; Кац, Лоуренс К.; ЛаМантия, Энтони-Самуэль; Макнамара, Джеймс О.; Уильямс, С. Марк (2001). «Увеличенная скорость проводимости как результат миелинизации». Нейронаука. 2-е издание . Сандерленд, Массачусетс. {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[6] Холмс, Уильям (2014). «Уравнение кабеля». В Джагере, Дитер; Юнг, Рану (ред.). Энциклопедия вычислительной нейронауки . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. дои : 10.1007/978-1-4614-7320-6 . ISBN 978-1-4614-7320-6 . S2CID 29482994 . Проверено 30 августа 2020 г.

[HH-7] Ходжкин А.Л., Хаксли А.Ф. (август 1952 г.). «Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению нерва» . Журнал физиологии . 117 (4): 500–44. дои : 10.1113/jphysicalol.1952.sp004764 . ПМЦ 1392413 . ПМИД 12991237 .

[8] Плонси, Роберт; Барр, Роджер К. (2007). Биоэлектричество: количественный подход (3-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. п. 109. ИСБН 978-0-387-48864-6 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]