Oppgave 1 - Aksjonspotensialet Flashcards
Innledning (disposisjon)
I denne oppgaven skal jeg beskrive de forskjellige stegene i et aksjonspotensial, og hvilke molekyler og kanaler som medvirker i de forskjellige stegene. Først skal jeg forklare hva et nevron er og nevronets oppbygning. Deretter skal jeg forklare hva hvilepotensialet er, og til slutt skal jeg forklare hva et aksjonspotensial er.
Hva er et nevron? Hva er likt og ulikt med andre celler?
Nevroner er spesialiserte celler som leder og overfører elektriske signaler i nervesystemet. De er like andre celler ved at de har en cellekropp som inneholder en cellekjerne og de biokjemiske strukturene som holder cellen i live. I tillegg så har et nevron noen strukturer som er med på å lede og overføre de elektriske signalene. Dette er dendritter, aksonet og aksonterminaler.
Forklar et nevrons oppbygging.
Dendritter er spesialiserte mottakerenheter som mottar elektriske nerveimpulser fra nærliggende nerveceller, og sender dem videre til cellekroppen.
Aksonet er utstikkeren fra cellekroppen som leder de elektriske signalene fra cellekroppen og ut til aksonterminalene. Overgangen fra cellekroppen til aksonet kalles “axon hillock”.
Aksonet forgreiner seg til mange aksonterminaler, og disse er spesialiserte overføringsenheter. Disse er en del av synapsene der informasjon blir sendt videre til andre nerveceller.
Noen nevroner har et fettaktig lag som ligger rundt aksonet, og dette kalles myelinlaget. Dette gjør at de elektriske signalene beveger seg fortere nedover aksonet.
Hva er hvilepotensialet?
I utgangspunktet har et nevron et hvilepotensial på -70mV, som er den ladningen den har når det ikke sendes elektriske signaler.
Hva er grunnlaget for hvilepotensialet?
Grunnen til denne negative ladningen er at det er en forskjell i konsentrasjonen av negative og positive ioner på innsiden og utsiden av cellemembranen. På utsiden av nevronet er det mange positive natriumioner. På innsiden er det positive kaliumioner, men de er blandet med negativt ladde proteiner (anioner). Det er også flere natriumioner på utsiden av cellen, enn det er kaliumioner på innsiden av cellen. Dette gjør at innsiden er negativt ladd relativt til utsiden.
Hva kaller vi en nervecelle som har et negativt membranpotensial?
Når en nervecelle har et negativt membranpotensiale sier vi at den er polarisert.
Hvordan er konsentrasjonen av ioner over cellemembranen? Og hvordan opprettholdes hvilepotensialet?
Denne konsentrasjonen av ioner vil ikke være konstant, det vil alltid være noe bevegelser av ioner gjennom cellemembranen, men nevronet vil alltid prøve å opprettholde hvilepotensialet. Dette gjør den blant annet ved hjelp av natrium-kalium-pumper. Disse fungerer ved at den for hver runde pumper tre natriumioner ut av cellen, og to kaliumioner inn i cellen. Dermed vil det være mer natriumioner på utsiden, enn kaliumioner på innsiden.
Hva er et aksjonspotensial?
Aksjonspotensialet er et midlertidig skift i ladningen til et nevron forårsaket av endret konsentrasjon av ioner på innsiden og utsiden av nevronet. Innsiden går fra å ha en negativ ladning på -70mV til en positiv ladning på 40mV, for å så gjenopprette hvilepotensialet på -70mV.
Hva er spenningsregulerte ionekanaler? Hvordan er disse under hvilepotensiale? Og når åpnes natriumionekanalene, og hva kalles denne verdien?
Cellemembranen inneholder flere spenningsregulerte ionekanaler. Disse åpnes og lukkes på bestemte spenningsnivåer og kan slippe gjennom bestemte ioner. I hvilepotensialet vil de spenningsregulerte natrium- og kaliumkanalene være lukket. De spenningsregulerte natriumkanalene åpnes på -55mV, og dette nivået kalles for terskelverdien, fordi det er dette spenningsnivået som må nås for å starte et aksjonspotensial.
Forklar kort hvordan et aksjonspotensial skjer.
- Dendrittene mottar signaler
- Signalene blir sendt via cellekroppen til axon hillock, og blir integrert til et signal
- Hvis terskelverdien nås, så startet et aksjonspotensial
- Natrium strømmer inn - depolarisering
- Natriumkanalene lukkes, og kaliumkanaler åpnes, kalium strømmer ut - repolarisering
- Hyperpolarisering
- Gjenoppretting av hvilepotensialet - natrium-kalium pumpen
Forklar starten på et eventuelt aksjonspotensial.
Et aksjonspotensial vil starte med at dendrittene vil ta imot signaler fra nærliggende celler, og flere stimuli kan komme samtidig på dendrittene. Noen av disse vil være stimulerende og føre til mindre negativ spenning, mens andre vil være hemmende og føre til en mer negativ spenning. Signalene blir kommunisert til “axon hillock”, der de blir integrert til ett kombinert signal. Hvis det er mer stimulerende stimuli enn hemmende stimuli så kan terskelverdien på -55mV nås, og man får et aksjonspotensial, som vil bevege seg nedover aksonet.
Hva skjer når terskelverdien nås?
Når terskelverdien nås, så vil de nærliggende spenningsregulerte natriumkanalene åpne seg og natriumioner vil strømme inn i cellen, fordi de blir tiltrukket av de negativt ladde ionene på innsiden av membranen. Dette fører til en depolarisering, og i et millisekund blir innsiden av membranen positiv, 40mV, i forhold til utsiden, og skaper aksjonspotensialet.
Hva skjer når natriumkanalene lukkes?
På et tidspunkt er det ikke mer natrium som vil strømme inn i cellen, og natriumkanalene lukkes. Samtidig vil kaliumkanaler åpnes og kalium vil strømme ut av cellen, og gjenopprette balansen. Dette kalles repolarisering.
Hva er konsekvensen med at kaliumionekanaler er trege på å lukke seg? Hva gjenoppretter hvilepotensialet?
Men kaliumionekanaler er trege på å lukke seg, og dette fører til at kalium vil strømme ut lenger enn det som er nødvendig for å nå hvilepotensialet, og spenningen blir dermed mer negativ enn -70mV, og dette kalles hyperpolarisering. Deretter vil natrium-kalium-pumper gjenopprette hvilepotensialet.
Forklar myelins rolle i akjsonspotensialet.
Et aksjonspotensial kan ikke bli produsert der myelin omringer et akson fordi det er relativt få spenningsregulerte-ionekanaler der. Men aksonene er ikke fullt dekket av myelin. Områder mellom myelinsegmentene kalles “nodes of Ranvier”. Disse har et høyt antall spenningsregulerte -ionekanaler. Disse små mellomrommene i myelinlaget er såpass nærme at et aksjonspotensial på en “node” kan påvirke spenningsregulerte ionekanaler til å åpnes ved neste “node”. På denne måten kan nervesignaler “hoppe” fra “node” til “node”, og dermed økes hastigheten på aksjonspotensialet kraftig.
