Нервная аккомодация или нейрональная аккомодация происходит, когда нейрон или мышечная клетка деполяризуется медленно растущим током ( линейная деполяризация ) in vitro . [1] [2] Модель Ходжкина – Хаксли также демонстрирует аккомодацию. [3] Внезапная деполяризация нерва вызывает распространяющийся потенциал действия путем активации управляемых напряжением быстрых натриевых каналов, встроенных в клеточную мембрану, если деполяризация достаточно сильна, чтобы достичь порогового значения. Открытые натриевые каналы пропускают больше ионов натрияпротекать в клетку и приводить к дальнейшей деполяризации, которая впоследствии откроет еще больше натриевых каналов. В определенный момент этот процесс становится регенеративным ( порочный круг ) и приводит к фазе быстрого возрастания потенциала действия. Параллельно с деполяризацией и активацией натриевых каналов процесс инактивации натриевых каналов также запускается деполяризацией. Поскольку инактивация происходит намного медленнее, чем процесс активации, во время регенеративной фазы потенциала действия инактивация неспособна предотвратить быстрое увеличение мембранного напряжения, подобное «цепной реакции».
Во время аккомодации нейронов медленно растущая деполяризация приводит к активации и инактивации, а также к воротам калия одновременно и никогда не вызывает потенциал действия. Неспособность вызвать потенциал действия с помощью рампы деполяризации любой силы была большой загадкой, пока Ходжкин и Хаксли не создали свою физическую модель потенциала действия. Позже они получили Нобелевскую премию за свои важные открытия. Нейронную аккомодацию можно объяснить двумя способами. «Во-первых, во время прохождения постоянного катодного тока через мембрану, калиевая проводимость и степень инактивации будут расти, оба фактора повышают порог. Во-вторых, установившийся ионный ток при всех уровнях 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)
In vivo физиологическое состояние аккомодации нарушается, то есть длительный, медленно нарастающий ток возбуждает нервные волокна с почти постоянной интенсивностью, независимо от того, насколько медленно эта интенсивность приближается. [4] [5]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Лукас, К. (1907). «О скорости изменения возбуждающего тока как фактора электрического возбуждения» . Журнал физиологии . 36 (4–5): 253–274. DOI : 10.1113 / jphysiol.1907.sp001231 . PMC 1533589 . PMID 16992906 .
- ^ Валлбо, А.Б. (1964). «Аккомодация, связанная с инактивацией проницаемости натрия в одиночных миелинизированных нервных волокнах Xenopus Laevis». Acta Physiologica Scandinavica . 61 : 429–444. PMID 14209259 .
- ^ а б Ходжкин, А.Л .; Хаксли, AF (1952). «Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению в нерве» . Журнал физиологии . 117 (4): 500–544. DOI : 10.1113 / jphysiol.1952.sp004764 . PMC 1392413 . PMID 12991237 .
- ^ Hennings, K .; Arendt-Nielsen, L .; Андерсен, ОК (2005). «Нарушение аккомодации в нерве: возможная роль постоянного натриевого тока» . Теоретическая биология и медицинское моделирование . 2 : 16. DOI : 10,1186 / 1742-4682-2-16 . PMC 1090618 . PMID 15826303 .
- ^ Baker, M .; Босток, Х. (1989). «Деполяризация изменяет механизм аккомодации в моторных аксонах крысы и человека» . Журнал физиологии . 411 : 545–561. DOI : 10.1113 / jphysiol.1989.sp017589 . PMC 1190540 . PMID 2614732 .
Внешние ссылки
- Интерактивный Java-апплет модели HH Параметры модели могут быть изменены, а также возможны параметры возбуждения и построение графиков в фазовом пространстве всех переменных.
- Прямая ссылка на модель Ходжкина-Хаксли и описание в базе данных биомоделей
- «Измерение вольт-амперных отношений в мембране гигантского аксона Лолиго» . Журнал физиологии . 116 (4): 424–48. Апрель 1952 г.. DOI : 10.1113 / jphysiol.1952.sp004716 . PMC 1392219 . PMID 14946712 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли №1 через PubMedCentral
- «Токи, переносимые ионами натрия и калия через мембрану гигантского аксона Лолиго» . Журнал физиологии . 116 (4): 449–72. Апрель 1952 г.. DOI : 10.1113 / jphysiol.1952.sp004717 . PMC 1392213 . PMID 14946713 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли № 2 через PubMedCentral
- «Компоненты проводимости мембраны в гигантском аксоне Лолиго» . Журнал физиологии . 116 (4): 473–96. Апрель 1952 г.. DOI : 10.1113 / jphysiol.1952.sp004718 . PMC 1392209 . PMID 14946714 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли № 3 через PubMedCentral
- «Двойное влияние мембранного потенциала на проводимость натрия в гигантском аксоне Лолиго» . Журнал физиологии . 116 (4): 497–506. Апрель 1952 г.. DOI : 10.1113 / jphysiol.1952.sp004719 . PMC 1392212 . PMID 14946715 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли № 4 через PubMedCentral
- «Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению в нерве» . Журнал физиологии . 117 (4): 500–44. Август 1952 г.. DOI : 10.1113 / jphysiol.1952.sp004764 . PMC 1392413 . PMID 12991237 . Прямая ссылка на статью Ходжкина-Хаксли № 5 через PubMedCentral
- Нейронные импульсы: потенциал действия в действии , Гаррет Неске, The Wolfram Demonstrations Project
- Интерактивная модель Ходжкина-Хаксли от Шимона Марома, Демонстрационный проект Вольфрама
- ModelDB База данных исходного кода вычислительной нейробиологии, 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.