Tindakan potensial pesan neuron

itu potensi aksi itu adalah fenomena listrik atau kimia berumur pendek yang terjadi di neuron otak kita. Dapat dikatakan bahwa itu adalah pesan yang akan ditransmisikan ke neuron lain.

Ini diproduksi di tubuh sel (nukleus), juga disebut soma. Perjalanan melalui seluruh akson (ekstensi neuron, mirip dengan kabel) ke ujungnya, yang disebut tombol terminal.

Potensi aksi pada akson yang diberikan selalu memiliki durasi dan intensitas yang sama. Jika akson bercabang ke ekstensi lain, potensial aksi dibagi, tetapi intensitasnya tidak berkurang.

Ketika potensial aksi mencapai tombol terminal neuron, mereka mengeluarkan bahan kimia yang disebut neurotransmitter. Zat-zat ini menggairahkan atau menghambat neuron yang menerimanya, karena mampu menghasilkan potensial aksi pada neuron tersebut.

Banyak yang diketahui tentang potensi aksi neuron berasal dari eksperimen yang dilakukan dengan akson cumi-cumi raksasa. Mudah dipelajari karena ukurannya, karena memanjang dari kepala ke ekor. Mereka melayani agar hewan bisa bergerak.

Potensi membran neuron

Neuron memiliki muatan listrik yang berbeda di dalamnya daripada di luar. Perbedaan ini disebut potensial membran.

Ketika neuron masuk potensi istirahat, berarti bahwa muatan listriknya tidak diubah oleh potensial sinaptik rangsang atau penghambatan.

Sebaliknya, ketika potensi lain mempengaruhinya, potensi membran dapat dikurangi. Ini dikenal sebagai depolarisasi.

Atau, sebaliknya, ketika potensial membran meningkat sehubungan dengan potensi normalnya, sebuah fenomena disebut hiperpolarisasi.

Ketika inversi yang sangat cepat dari potensi membran terjadi secara tiba-tiba, ada a potensi aksi. Ini terdiri dari impuls listrik singkat, yang diterjemahkan ke dalam pesan yang bergerak melalui akson neuron. Dimulai di badan sel, mencapai tombol terminal.

Penting untuk menekankan bahwa agar suatu tindakan potensial terjadi, perubahan listrik harus mencapai ambang batas, yang disebut ambang eksitasi. Ini adalah nilai potensial membran yang harus dicapai agar potensi aksi terjadi.

Potensi aksi dan perubahan level ion

Dalam kondisi normal, neuron dipersiapkan untuk menerima natrium (Na +) di dalamnya. Namun, membrannya sangat tidak permeabel terhadap ion ini.

Selain itu, ia memiliki "transporter natrium-kalium" yang terkenal, protein yang ditemukan dalam membran sel yang bertanggung jawab untuk menghilangkan ion natrium dari dalamnya dan memasukkan ion kalium ke dalamnya. Khususnya, untuk setiap 3 ion natrium yang diekstraksi, masukkan dua kalium.

Transporter ini mempertahankan kadar natrium yang rendah di dalam sel. Jika permeabilitas sel meningkat dan sejumlah besar natrium masuk secara tiba-tiba, potensi membran akan berubah secara radikal. Ternyata, inilah yang memicu potensi aksi.

Secara khusus, permeabilitas membran terhadap natrium akan meningkat, memasukkannya ke dalam neuron. Sementara, pada saat yang sama, ini akan memungkinkan ion kalium keluar dari sel.

Bagaimana perubahan permeabilitas ini terjadi??

Sel-sel memiliki banyak protein yang tertanam di membran mereka saluran ion. Ini memiliki bukaan di mana ion dapat masuk atau meninggalkan sel, meskipun mereka tidak selalu terbuka. Saluran ditutup atau dibuka sesuai dengan peristiwa tertentu.

Ada beberapa jenis saluran ion, dan masing-masing biasanya khusus untuk mendorong jenis ion tertentu secara eksklusif.

Misalnya, saluran natrium terbuka dapat melewati lebih dari 100 juta ion per detik.

Bagaimana potensi aksi dihasilkan?

Neuron mengirimkan informasi secara elektrokimia. Ini berarti bahan kimia menghasilkan sinyal listrik.

Bahan kimia ini memiliki muatan listrik, itulah sebabnya mereka disebut ion. Yang paling penting dalam sistem saraf adalah natrium dan kalium, yang memiliki muatan positif. Selain kalsium (2 muatan positif) dan klorin (satu muatan negatif).

Perubahan potensial membran

Langkah pertama untuk potensi aksi yang terjadi adalah perubahan potensial membran sel. Perubahan ini harus melebihi ambang gairah.

Secara khusus, ada pengurangan potensi membran, yang disebut depolarisasi.

Pembukaan saluran natrium

Sebagai akibatnya, saluran natrium yang tertanam dalam membran terbuka, memungkinkan natrium untuk masuk secara besar-besaran di dalam neuron. Ini digerakkan oleh gaya tekanan difusi dan elektrostatik.

Karena ion natrium bermuatan positif, mereka menghasilkan perubahan cepat dalam potensi membran.

Pembukaan saluran kalium

Membran akson memiliki saluran natrium dan kalium. Namun, yang terakhir terbuka belakangan, karena mereka kurang sensitif. Artinya, mereka membutuhkan tingkat depolarisasi yang lebih tinggi untuk membuka dan itu sebabnya mereka membuka nanti.

Penutupan saluran natrium

Ada saatnya ketika potensi aksi mencapai nilai maksimumnya. Dari periode ini, saluran natrium diblokir dan ditutup.

Mereka tidak bisa dibuka lagi sampai membran mencapai potensial istirahat lagi. Akibatnya, tidak ada lagi natrium yang bisa masuk ke neuron.

Penutupan saluran kalium

Namun, saluran kalium tetap terbuka. Ini memungkinkan ion kalium mengalir melalui sel.

Karena difusi dan tekanan elektrostatik, ketika bagian dalam akson bermuatan positif, ion kalium didorong keluar dari sel.

Dengan demikian, potensi membran pulih nilai biasanya. Sedikit demi sedikit, saluran kalium semakin dekat.

Output kation ini menyebabkan membran berpotensi untuk memulihkan nilai normalnya. Ketika ini terjadi, saluran kalium mulai menutup lagi.

Pada saat potensial membran mencapai nilai normal, saluran kalium menutup sepenuhnya. Agak kemudian, saluran natrium diaktifkan kembali, mempersiapkan depolarisasi lain untuk membukanya.

Akhirnya, transporter natrium-kalium, mengeluarkan natrium yang telah masuk dan memulihkan kalium yang tersisa sebelumnya.

Bagaimana informasi disebarkan oleh akson?

Akson terdiri dari bagian dari neuron, perpanjangan dari yang terakhir mirip dengan kabel. Mereka bisa sangat lama untuk memungkinkan neuron yang secara fisik berada jauh untuk terhubung dan mengirim informasi.

Potensi aksi merambat di sepanjang akson dan mencapai tombol terminal untuk mengirim pesan ke sel berikutnya.

Jika kita mengukur intensitas potensial aksi dari berbagai area akson, kita akan menemukan bahwa intensitasnya tetap sama di semua area.

Hukum semua atau tidak sama sekali

Ini terjadi karena konduksi aksonal mengikuti hukum dasar: hukum semua atau tidak sama sekali. Artinya, suatu potensi tindakan diberikan atau tidak diberikan. Begitu dimulai, ia bergerak sepanjang akson ke ekstrem, selalu mempertahankan ukuran yang sama, tidak bertambah atau berkurang. Terlebih lagi, jika akson bercabang, potensial aksi dibagi, tetapi mempertahankan ukurannya.

Potensi aksi dimulai pada akhir akson yang melekat pada soma neuron. Biasanya, mereka biasanya bepergian hanya dalam satu arah.

Potensi tindakan dan perilaku

Ada kemungkinan bahwa, pada titik ini, Anda dapat bertanya pada diri sendiri: jika potensi aksi adalah proses semua atau tidak sama sekali, bagaimana perilaku tertentu seperti kontraksi otot terjadi yang dapat bervariasi antara berbagai tingkat intensitas? Ini terjadi oleh hukum frekuensi.

Hukum frekuensi

Apa yang terjadi adalah bahwa potensi aksi tunggal tidak memberikan informasi secara langsung. Sebaliknya, informasi ditentukan oleh frekuensi pembuangan atau laju penembakan akson. Artinya, frekuensi di mana potensi aksi terjadi. Ini dikenal sebagai "hukum frekuensi".

Dengan demikian, frekuensi potensial aksi yang tinggi akan menyebabkan kontraksi otot yang sangat hebat.

Hal yang sama terjadi dengan persepsi. Misalnya, rangsangan visual yang sangat cerah, untuk ditangkap, harus menghasilkan "kecepatan tembak" yang tinggi pada akson yang melekat pada mata. Dengan cara ini, frekuensi potensi tindakan mencerminkan intensitas rangsangan fisik.

Karena itu, hukum semua atau tidak sama sekali dilengkapi dengan hukum frekuensi.

Pertukaran informasi lainnya

Potensi aksi bukan satu-satunya jenis sinyal listrik yang terjadi pada neuron. Sebagai contoh, ketika mengirim informasi melalui sinaps ada impuls listrik kecil di membran neuron yang menerima data.

Pada kesempatan tertentu, sedikit depolarisasi yang terlalu lemah untuk menghasilkan potensial aksi, dapat sedikit mengubah potensial membran.

Namun, perubahan ini berkurang sedikit demi sedikit saat bergerak melalui akson. Dalam transmisi informasi jenis ini, baik saluran natrium maupun kalium tidak dibuka atau ditutup.

Dengan demikian, akson bertindak sebagai kabel bawah air. Ketika sinyal ditransmisikan olehnya, amplitudo berkurang. Ini dikenal sebagai konduksi yang menurun, dan terjadi karena karakteristik akson.

Potensi aksi dan mielin

Akson dari hampir semua mamalia ditutupi dengan mielin. Artinya, mereka memiliki segmen yang dikelilingi oleh zat yang memungkinkan konduksi saraf, membuatnya lebih cepat. Myelin membungkus akson tanpa membiarkan cairan ekstraseluler mencapainya.

Myelin diproduksi di sistem saraf pusat oleh sel-sel yang disebut oligodendrocytes. Sementara, di sistem saraf perifer, diproduksi oleh sel Schwann.

Segmen mielin, yang dikenal sebagai selubung mielin, dibagi oleh area akson yang terbuka. Daerah-daerah ini disebut nodul Ranvier dan mereka bersentuhan dengan cairan ekstraseluler.

Potensi aksi ditransmisikan secara berbeda dalam akson tanpa mielin (yang tidak tercakup oleh mielin) daripada pada akson mielin.

Potensi aksi dapat melakukan perjalanan melalui membran aksonal yang ditutupi dengan mielin oleh sifat-sifat kabel. Akson dengan cara ini, melakukan perubahan listrik dari tempat di mana potensial aksi terjadi sampai bintil berikutnya dari Ranvier.

Perubahan ini berkurang sedikit, tetapi cukup kuat untuk memancing potensi aksi di simpul berikutnya. Kemudian, potensi ini dipicu lagi atau diulang di setiap nodul Ranvier, diangkut ke seluruh zona mielin ke nodul berikutnya..

Konduksi potensial aksi semacam ini disebut konduksi saltasi. Namanya berasal dari bahasa Latin "saltare", yang berarti "menari". Konsepnya adalah bahwa dorongan tampaknya melompat dari nodul ke nodul.

Keuntungan konduksi garam untuk mengirimkan potensi aksi

Tipe mengemudi ini memiliki kelebihan. Pertama, menghemat energi. Transporter natrium-kalium menghabiskan banyak energi mengekstraksi natrium berlebih dari dalam akson selama potensi aksi.

Transporter natrium-kalium ini terletak di area akson yang tidak ditutupi dengan mielin. Namun, dalam akson mielin, natrium hanya bisa masuk ke nodul Ranvier. Karena itu, lebih sedikit natrium yang masuk, dan karena itu, natrium yang lebih sedikit harus dipompa keluar. Jadi transporter natrium-kalium harus bekerja lebih sedikit.

Manfaat lain myelin adalah seberapa cepat. Potensi aksi didorong lebih cepat dalam akson myelinated, karena impuls "melompat" dari satu nodul ke yang lain, tanpa harus melalui seluruh akson.

Peningkatan kecepatan ini menyebabkan hewan berpikir dan bereaksi lebih cepat. Makhluk hidup lain, seperti cumi-cumi, memiliki akson tanpa mielin yang mendapatkan kecepatan karena peningkatan ukurannya. Akson cumi-cumi memiliki diameter besar (sekitar 500 μm), yang memungkinkan mereka untuk bergerak lebih cepat (sekitar 35 meter per detik).

Namun, pada kecepatan yang sama, aksi potensial di akson kucing perjalanan, meskipun mereka memiliki diameter hanya 6 μm. Apa yang terjadi adalah bahwa akson ini mengandung myelin.

Akson mielin dapat menyebabkan potensi aksi pada kecepatan sekitar 432 kilometer per jam, dengan diameter 20 μm.

Referensi

1. Potensi Tindakan. (s.f.). Diperoleh pada 5 Maret 2017, dari Hyperphysics, Georgia State University: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
2. Carlson, N.R. (2006). Fisiologi perilaku Ed. 8 Madrid: Pearson.
3. Chudler, E. (s.f.) Lampu, Kamera, Potensi Aksi. Diperoleh pada 05 Maret 2017, dari University of Washington: fakultas.washington.edu.
4. Tahapan Potensi Tindakan. (s.f.). Diperoleh pada 5 Maret 2017, dari Boundless: boundless.com.