Гигантский аксон кальмара

Кальмара гигантского аксона является очень большой (до 1,5 мм в диаметре; как правило , около 0,5 мм) аксон , который контролирует часть воды реактивной двигательной системы в кальмара . Впервые он был описан LW Williams ^[1] в 1909 году ^[2], но об этом открытии забыли, пока английский зоолог и нейрофизиолог JZ Young не продемонстрировал функцию аксона в 1930-х годах, работая в Stazione Zoologica в Неаполе , Морской биологической ассоциации в Плимуте. и Морская биологическая лаборатория в Вудс-Холе .^[3]^[4] Кальмары используют эту систему в первую очередь для коротких, но очень быстрых движений по воде.

Между щупальцами кальмара находится сифон, через который вода может быстро вытесняться за счет быстрых сокращений мускулов стенки тела животного. Это сокращение инициируется потенциалами действия в гигантском аксоне. Потенциалы действия перемещаются быстрее в большем аксоне, чем в меньшем ^[5], и кальмары развили гигантский аксон, чтобы улучшить скорость их реакции бегства . Увеличенный радиус аксона кальмара уменьшает внутреннее сопротивление аксона, так как сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения объекта. Это увеличивает пространственную постоянную ( ), что приводит к более быстрой локальной деполяризации и более быстрой проводимости потенциала действия ( ${\ displaystyle \ lambda = {\ sqrt {\ frac {r \ times \ rho _ {m}} {2 \ times \ rho _ {i}}}}}$ ${\ displaystyle E = E_ {o} e ^ {- x / \ lambda}}$ ). ^[6]

В своей отмеченной Нобелевской премией работе 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 . Приз был разделен с Джоном Экклсом . Большой диаметр аксона предоставил Ходжкину и Хаксли большое экспериментальное преимущество, так как он позволил им вставить 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 размером 0,5 мм составляет около 25 м / с. Во время типичного потенциала действия в гигантском аксоне каракатицы Sepia приток 3,7 пмоль / см ² (пикомоль на сантиметр ² ) натрия компенсируется последующим оттоком 4,3 пмоль / см ² калия. ^[7]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Кингсли, JS (1913). "Некролог. Леонард Вустер Уильямс" . Анатомическая запись . 7 : 33–38. DOI : 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, JZ (апрель 1938 г.). «Функционирование гигантских нервных волокон кальмаров» . Журнал экспериментальной биологии . 15 (2): 170–185 - через компанию «Биологи».
^ Young, JZ (июнь 1985). «Головоногие моллюски и неврология». Биологический бюллетень . 168 (3S): 153–158. DOI : 10.2307 / 1541328 . JSTOR 1541328 .
^ Purves, Дейл; Августин, Джордж Дж .; Фитцпатрик, Дэвид; Кац, Лоуренс С .; Ламантия, Энтони-Самуэль; Макнамара, Джеймс О .; Уильямс, С. Марк (2001). Неврология. 2-е издание . Сандерленд, Массачусетс.CS1 maint: дата и год ( ссылка )
^ Холмс, Уильям (2014). «Кабельное уравнение». В Jaeger, Дитер; Юнг, Рану (ред.). Энциклопедия вычислительной нейробиологии . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. DOI : 10.1007 / 978-1-4614-7320-6 . ISBN 978-1-4614-7320-6. Проверено 30 августа 2020 года .
^ Плонси, Роберт; Барр, Роджер С. (2007). Биоэлектричество: количественный подход (3-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. п. 109. ISBN 978-0-387-48864-6.

[1] Кингсли, JS (1913). "Некролог. Леонард Вустер Уильямс" . Анатомическая запись . 7 : 33–38. DOI : 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, JZ (апрель 1938 г.). «Функционирование гигантских нервных волокон кальмаров» . Журнал экспериментальной биологии . 15 (2): 170–185 - через компанию «Биологи».

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

[neuro-5] Purves, Дейл; Августин, Джордж Дж .; Фитцпатрик, Дэвид; Кац, Лоуренс С .; Ламантия, Энтони-Самуэль; Макнамара, Джеймс О .; Уильямс, С. Марк (2001). Неврология. 2-е издание . Сандерленд, Массачусетс.CS1 maint: дата и год ( ссылка )

[6] Холмс, Уильям (2014). «Кабельное уравнение». В Jaeger, Дитер; Юнг, Рану (ред.). Энциклопедия вычислительной нейробиологии . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. DOI : 10.1007 / 978-1-4614-7320-6 . ISBN 978-1-4614-7320-6. Проверено 30 августа 2020 года .

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

[1]