Was ist ein Aktionspotential?

Jedes Mal, wenn Sie etwas tun, von einem Schritt bis zum Abheben Ihres Handys, überträgt Ihr Gehirn elektrische Signale an den Rest Ihres Körpers. Diese Signale werden aufgerufen Aktionspotentiale. Aktionspotentiale ermöglichen es Ihren Muskeln, sich präzise zu koordinieren und zu bewegen. Sie werden von Zellen im Gehirn übertragen, die als Neuronen bezeichnet werden.

Key Takeaways: Handlungspotential

• Aktionspotentiale werden als schnelle Anstiege und anschließende Abfälle des elektrischen Potentials über die Zellmembran eines Neurons dargestellt.
• Das Aktionspotential breitet sich über die Länge des Axons eines Neurons aus, das für die Übertragung von Informationen an andere Neuronen verantwortlich ist.
• Aktionspotentiale sind "Alles oder Nichts" -Ereignisse, die auftreten, wenn ein bestimmtes Potential erreicht wird.

Aktionspotentiale werden von Neuronen vermittelt

Aktionspotentiale werden von Zellen im Gehirn übertragen Neuronen. Neuronen sind dafür verantwortlich, Informationen über die Welt zu koordinieren und zu verarbeiten, die über Ihre Sinne gesendet werden, Befehle an die Muskeln in Ihrem Körper zu senden und alle elektrischen Signale dazwischen weiterzuleiten.

Das Neuron besteht aus mehreren Teilen, die es ihm ermöglichen, Informationen im ganzen Körper zu übertragen:

• Dendriten sind verzweigte Teile eines Neurons, die Informationen von nahe gelegenen Neuronen erhalten.
• Das Zellkörper des Neurons enthält seinen Kern, der die Erbinformation der Zelle enthält und das Wachstum und die Reproduktion der Zelle steuert.
• Das Axon leitet elektrische Signale vom Zellkörper weg und überträgt an seinen Enden Informationen an andere Neuronen oder Axon-Terminals.

Sie können sich das Neuron wie einen Computer vorstellen, der Eingaben (wie das Drücken einer Buchstabentaste auf Ihrer Tastatur) über seine Dendriten empfängt und dann über sein Axon eine Ausgabe (das Auftauchen dieses Buchstabens auf Ihrem Computerbildschirm) ausgibt. Dazwischen werden die Informationen so verarbeitet, dass die Eingabe zur gewünschten Ausgabe führt.

Definition des Handlungspotentials

Aktionspotentiale, auch "Spitzen" oder "Impulse" genannt, treten auf, wenn das elektrische Potential an einer Zellmembran als Reaktion auf ein Ereignis schnell ansteigt und dann abfällt. Der gesamte Vorgang dauert in der Regel einige Millisekunden.

Eine Zellmembran ist eine doppelte Schicht aus Proteinen und Lipiden, die eine Zelle umgibt, ihren Inhalt vor der äußeren Umgebung schützt und nur bestimmte Substanzen einlässt, während andere draußen bleiben.

Ein elektrisches Potential, gemessen in Volt (V), misst die Menge an elektrischer Energie, die das hat Potenzial arbeiten. Alle Zellen halten über ihre Zellmembranen ein elektrisches Potential aufrecht.

Die Rolle von Konzentrationsgradienten in Aktionspotentialen

Das elektrische Potential über einer Zellmembran, das durch Vergleichen des Potentials innerhalb einer Zelle mit dem äußeren Potential gemessen wird, entsteht, weil es vorhanden ist Konzentrationsunterschiede, oder Konzentrationsgradienten, von geladenen Teilchen namens Ionen außerhalb im Vergleich zu innerhalb der Zelle. Diese Konzentrationsgradienten verursachen wiederum elektrische und chemische Ungleichgewichte, die Ionen dazu bringen, die Ungleichgewichte auszugleichen, wobei ungleichmäßigere Ungleichgewichte einen größeren Motivator darstellen treibende Kraft, für die Ungleichgewichte behoben werden. Dazu bewegt sich ein Ion typischerweise von der Hochkonzentrationsseite der Membran zur Niedrigkonzentrationsseite.

Die beiden für Aktionspotentiale interessanten Ionen sind das Kaliumkation (K⁺) und das Natriumkation (Na⁺), die sich innerhalb und außerhalb von Zellen befinden.

• Es gibt eine höhere Konzentration von K⁺ innerhalb der Zellen nach außen.
• Es liegt eine höhere Konzentration an Na vor⁺ auf der Außenseite der Zellen im Verhältnis zur Innenseite etwa 10-mal so hoch.

Das Ruhepotential der Membran

Wenn kein Aktionspotential im Gange ist (d. H. Die Zelle ist "in Ruhe"), ist das elektrische Potential von Neuronen am ruhendes Membranpotential, Dies wird typischerweise mit etwa -70 mV gemessen. Dies bedeutet, dass das Potential im Inneren der Zelle 70 mV niedriger ist als außerhalb. Es sollte beachtet werden, dass dies einen Gleichgewichtszustand betrifft - Ionen bewegen sich immer noch in die Zelle hinein und aus dieser heraus, aber auf eine Weise, die das Ruhepotential der Membran auf einem ziemlich konstanten Wert hält.

Das Ruhepotential der Membran kann aufrechterhalten werden, da die Zellmembran gebildete Proteine ​​enthält Ionenkanäle - Löcher, durch die Ionen in und aus Zellen fließen können - und Natrium / Kalium Pumps die Ionen in und aus der Zelle pumpen können.

Ionenkanäle sind nicht immer offen; Einige Arten von Kanälen öffnen sich nur unter bestimmten Bedingungen. Diese Kanäle werden daher als "Gated" -Kanäle bezeichnet.