Нейронная аккомодация
Нервная аккомодация или аккомодация нейронов происходит, когда нейрон или мышечная клетка деполяризуется медленно нарастающим током ( рандомная деполяризация ) in vitro . [1] [2] Модель Ходжкина-Хаксли также показывает аккомодацию. [3] Внезапная деполяризация нерва вызывает распространение потенциала действия путем активации потенциалзависимых быстрых натриевых каналов, встроенных в клеточную мембрану , если деполяризация достаточно сильна, чтобы достичь порога. Открытые натриевые каналы позволяют большему количеству ионов натрия поступать в клетку, что приводит к дальнейшей деполяризации, которая впоследствии откроет еще больше натриевых каналов. В определенный момент этот процесс становится регенеративным ( порочный круг ) и приводит к быстрой восходящей фазе потенциала действия. Параллельно с деполяризацией и активацией натриевых каналов процесс инактивации натриевых каналов также обусловлен деполяризацией. Поскольку инактивация протекает гораздо медленнее, чем процесс активации, во время регенеративной фазы потенциала действия инактивация не может предотвратить быстрое повышение мембранного напряжения, подобное «цепной реакции».
Во время аккомодации нейронов медленно нарастающая деполяризация одновременно приводит к активации и инактивации, а также к калиевым воротам и никогда не вызывает потенциал действия. Неспособность вызвать потенциал действия путем линейной деполяризации любой силы была большой загадкой, пока Ходжкин и Хаксли не создали свою физическую модель потенциала действия. Позже они получили Нобелевскую премию за свои влиятельные открытия. Нейрональную аккомодацию можно объяснить двумя способами. «Во-первых, во время прохождения постоянного катодного тока через мембрану калиевая проводимость и степень инактивации будут возрастать, оба фактора повышают порог. Во-вторых, установившийся ионный ток при любой силе деполяризации направлен наружу, так что приложенный катодный ток, который нарастает достаточно медленно, никогда не вызовет регенеративной реакции мембраны, и возбуждение не произойдет». [3] (цитата из Ходжкина и Хаксли)
В физиологических условиях in vivo аккомодация нарушается, то есть длительный медленно нарастающий ток возбуждает нервные волокна с почти постоянной интенсивностью, независимо от того, насколько медленно достигается эта интенсивность. [4] [5]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лукас, К. (1907). «О скорости изменения возбуждающего тока как фактора электрического возбуждения» . Журнал физиологии . 36 (4–5): 253–274. дои : 10.1113/jphysicalol.1907.sp001231 . ПМЦ 1533589 . ПМИД 16992906 .
- ^ Вальбо, AB (1964). «Аккомодация, связанная с инактивацией проницаемости для натрия в одиночных миелинизированных нервных волокнах Xenopus Laevis». Acta Physiologica Scandinavica . 61 : 429–444. ПМИД 14209259 .
- ^ Jump up to: а б Ходжкин, Алабама; Хаксли, AF (1952). «Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению нерва» . Журнал физиологии . 117 (4): 500–544. doi : 10.1113/jphysicalol.1952.sp004764 . ПМК 1392413 . ПМИД 12991237 .
- ^ Хеннингс, К.; Арендт-Нильсен, Л.; Андерсен, ОК (2005). «Нарушение аккомодации нерва: возможная роль постоянного натриевого тока» . Теоретическая биология и медицинское моделирование . 2:16 . дои : 10.1186/1742-4682-2-16 . ПМК 1090618 . ПМИД 15826303 .
- ^ Бейкер, М.; Босток, Х. (1989). «Деполяризация меняет механизм аккомодации моторных аксонов крысы и человека» . Журнал физиологии . 411 : 545–561. doi : 10.1113/jphysicalol.1989.sp017589 . ПМК 1190540 . ПМИД 2614732 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Интерактивный Java-апплет модели HH. Параметры модели могут быть изменены, а также возможны параметры возбуждения и построение фазовых пространств всех переменных.
- Прямая ссылка на модель Ходжкина-Хаксли и описание в базе данных BioModels
- Ходжкин, Алабама; Хаксли, А.Ф.; Кац, Б. (апрель 1952 г.). «Измерение вольт-амперных отношений в мембране гигантского аксона Лолиго» . Журнал физиологии . 116 (4): 424–48. дои : 10.1113/jphysicalol.1952.sp004716 . ПМЦ 1392219 . ПМИД 14946712 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли №1 через PubMedCentral
- Ходжкин, Алабама; Хаксли, AF (апрель 1952 г.). «Токи, переносимые ионами натрия и калия через мембрану гигантского аксона Лолиго» . Журнал физиологии . 116 (4): 449–72. дои : 10.1113/jphysicalol.1952.sp004717 . ПМЦ 1392213 . ПМИД 14946713 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли № 2 через PubMedCentral
- Ходжкин, Алабама; Хаксли, AF (апрель 1952 г.). «Компоненты мембранной проводимости гигантского аксона Лолиго» . Журнал физиологии . 116 (4): 473–96. doi : 10.1113/jphysicalol.1952.sp004718 . ПМК 1392209 . ПМИД 14946714 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли № 3 через PubMedCentral
- Ходжкин, Алабама; Хаксли, AF (апрель 1952 г.). «Двойное влияние мембранного потенциала на натриевую проводимость в гигантском аксоне Лолиго» . Журнал физиологии . 116 (4): 497–506. doi : 10.1113/jphysicalol.1952.sp004719 . ПМЦ 1392212 . ПМИД 14946715 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли № 4 через PubMedCentral
- Ходжкин, Алабама; Хаксли, AF (август 1952 г.). «Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению нерва» . Журнал физиологии . 117 (4): 500–44. doi : 10.1113/jphysicalol.1952.sp004764 . ПМК 1392413 . ПМИД 12991237 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли №5 через PubMedCentral
- Нейронные импульсы: потенциал действия в действии Гаррет Неске, Демонстрационный проект Wolfram
- Интерактивная модель Ходжкина-Хаксли Шимона Марома, Демонстрационный проект Вольфрама
- ModelDB База данных исходного кода вычислительной нейронауки, содержащая 4 версии (в разных симуляторах) исходной модели Ходжкина-Хаксли и сотни моделей, которые применяют модель Ходжкина-Хаксли к другим каналам во многих типах электрически возбудимых клеток.