Viimases videos rääkisime, kuidas rakk kasutab
naatrium-kaaliumpumpa ja ATPd, et säilitada selle potentsiaali
erinevust raku seespoole ja väljaspoole vahel
neuronis ja väljaspool-- üldiselt, väljaspool on
positiivsem kui seespool.
Sul on -70 millivoldine potentsiaali erinevus
seestpoolt väljaspoole.
See on miinusega, sest väljaspool on positiivsem.
Vähem positiivsem miinus positiivne, saad sa
negatiivse numbri ja see on -70.
Nüüd, ütlesin, et see oli alus arusaamaks,
kuidas neuronid tegelikult signaali edastavad.
Et sellest aru saada, ma panen aluse sellele
alusele.
Ma arvan, et siis tegelik neuroni edastus tundub
loogiline.
Isegi parem, see on väga loogiline, miks neil
on müeliinkihid ja Ranvier'i sõlmed ja miks
kõik need dendriidid.
Loodetavasti kõik see sobib kokku.
Nii et seal on kaks viisi, kuidas selline
valk liigub.
On kaks tüüpi signaali ülekannet.
Kutsun seda signaali ülekandeks.
Ma ei tea, mis on parim sõna sellele.
Esimene, millest räägin, on eletrooniline.
See kõlab uhkelt, aga see
on väga lihtne idee
Ja teine, millest ma üle käin,
on aktsioonipotentsiaal.
Mõlemal on oma enda positiivsed ja negatiivsed
seoses signaali üle kandmisega.
Me räägime konteksti raames rakus või üle
raku membraani.
Saame aru, mida need tähendavad.
Las ma saan oma rakumembraani.
Ütleme, et see on närvirakk või neuron, et see kõik
sobiks kokku siin kontekstis.
Teame, et see on positiivsem
väljaspool kui seespool.
Teame, et seal on palju naatriumi väljaspool või palju rohkem
naatriumi väljaspool kui seespool.
Seal võib olla natukene.
Teame, et seal on rohkem kaaliumi seespool kui
väljaspool, aga teame üldiselt, et väljaspool on
positiivsem seespoolsest, sest naatrium-kaaliumpump
pumpab välja kolm naatriumi iga kahe
kaaliumi kohta, mis läheb sisse.
Nüüd viimases videos ma ütlesin, et seal on
asjad, mida kutsutakse-- saame kutsuda neid naatriumi väravaks.
Naatriumiooni värav, õigus?
Need kõik on ioonid.
Nad on laetud.
Ütleme, et on põhjused, mõned stiimulid--
las ma tähistan selle.
See siin on naatriumiooni värav.
See on kinnises asendis, aga ütleme,
et miski põhjustab seda avanema.
Räägime võib-olla selles videos või võib-olla selles ja
järgmises erinevatest võimalustest,
kuidas see avaneks.
Võib-olla on mingit sorti stiimul, mis põhjustab selle avanemist.
On palju erinevaid stiimuleid,
mis põhjustavad selle avanemist.
Ütleme, et see avaneb.
Mis juhtub, kui see avaneb?
Ütleme, et me avame selle.
Mõned stiimulid avavad-- mis juhtub?
Väljaspool on positiivsem kui seespool,
niiet positiivsed asjad tahavad sisse liikuda.
See on naatriumvärav, nii et ainult naatrium saab läbi minna.
See on keerdunud valgu struktuur, millest
ainult naatrium saab läbi.
Ja tipuks, rohkem naatriumi on väljaspool kui seespool.
Nii et difusiooni gradient tahab, et naatrium
läheks läbi selle.
Ja fakt, et naatrium on positiivne ioon, väljaspool on
positiivsem, nad tahavad ära minna
sellest positiivsest keskkonnast.
Kui sa avad selle, hakkab palju
naatriumiooni läbi voolama.
Nüüd kui see juhtub, mis juhtub, kui me lähme
sügavamale membraani?
Vähendame.
Ütleme, et see on minu membraan siin.
Ütleme, et see on minu avatud värav ja see
on avatud mingil põhjusel ja hulk naatriumi voolab sisse.
Nii et see kõik muutub palju positiivsemaks.
Ütleme, et meil oli voltmeeter siin.
Me mõõdame potentsiaali erinevust membraani
seespoole ja väljaspoole vahel.
Las ma teen väikse graafiku.
Ma teen graafiku voltmeerile.
See on potentsiaali erinevus-- või
kutsume seda membraani pingeks või pinge
erinevuseks üle membraani
ja ütleme, et see on aeg.
Ütleme, et ma ei ole seda väravat avanud veel.
Nii et see on puhkeolekus.
Naatrium-kaaliumpumbad töötavad.
Asjad edasi-tagasi lähevad läbi, aga see jääb
miinus 70 millivoldini.
Nii et see seal on miinus 70 millivolti.
Nüüd niipea kui see värav, mis on alla, mõni teine
raku osa avaneb, mis juhtub?
Ütleme, et see on ainuke asi, mis on lahti.
Nii et järsku see muutub positiivsemaks.
Positiivsed laengud, mis on juba siin-- teised
positiivsed laengud, kas need on siis naatriumi või kaaliumi,
need tahavad minna eemale sellest punktist, sest
sellel alal ei ole olnud positiivsete asjade voolu.
Nii et see on positiivsem kui see siin.
Nii et võib-olla on mõned kaaliumid ja võib-olla
mõned naatriumid. Kõik tahab liikuda eemale
kohast, kus see on avatud.
Laeng tahab liikuda ära.
Niipea, kui see juhtub, niipea kuni me avame selle värava,
on positiivse laengu liikumine
selles suunas.
Nii et järsku-- see oli miinus 70 millivolti.
Positiivsem laeng tuleb oma teed.
Peaaegu kohe, sest need laengud tõukavad üksteist.
Peaaegu kohe muutub see vähem negatiivseks või
positiivsemaks.
Potentsiaalne erinevus selle ja selle vahel
muutub väiksemaks.
Nii et see on see koht siin.
Kui võtame selle punkti, kui teeme sama asja-- kui
mõõdame pinget selles punktis, võib-olla oli see
miinus 70 millivolti, võib-olla murdosa minut aega hiljem
positiivne laeng hakkab mõjutama seda, nii et
see muutub positiivsemaks, aga mõju on vähendatud, õigus?
Sest nende positiivsete laengute
tõttu kiirgavad nad igas suunas.
Mõju on vähendatud.
Selle mõju sellele saab olema väiksem.
See saab olema vähem positiivne.
Elektrooniline potentsiaal-- mis juhtub on, et ühes raku
punktis, värav avanes, laeng hakkab voolama sisse ja
see hakkab mõjutama potentsiaali
raku teises osas.
Aga positiivne selles on, et see on väga kiire. Niipea, kui
see juhtub.
Raku all pool, see muutub rohkem ja rohkem
positiivsemaks, aga kaugemale minnes mõju hakkab hajuma
kaugusega.
Kui hoolid kiirusest, siis tahad elektroonilist
potentsiaali.
Niipea, kui see juhtub, hakkab see mõjutama
ülejäänut rakku, aga kui tahad sellel potentsiaali muutusel
liikuda üle suurte vahemaade-- näiteks ütleme, kui
jõudsime siia punkti neuronis ja tahame seda
mõõta, sellel ei pruugi olla mõju.
Võib-olla veidi hiljem, aga sellel ei ole
mingit mõju, sest see kõik hajub selleks ajaks, kui
see suurendab laengut kõikjal rakus.
See on mõjub kaugel algsest kohast, kus värav avati.
See saab olema palju vähem.
See tõesti ei ole hea kaugelt tegutseda.
Nüüd püüame aru saada, mis toiub
aktsioonipotentsiaaliga.
Sa võid aru saada, see võib kaasata rohkem tegevust.
Alustame sama situatsiooniga.
Meil on naatriumi värav, mis avaneb mingi stiimuli tõttu.
Mis ma teen nüüd-- las ma joonistan kaks membraani siia.
See on väljaspool.
See on seespool.
Ja las ma joonistan-- võib-olla tegeleme-- ja me laskume rohkem detailidesse.
Võib-olla on see akson või midagi sellist, aga
ütleme, et on veel üks naatriumi värav siin.
Ja siis nad vahelduvad põhiliselt.
Nad vahelduvad, nii et siis on mul veel üks naatriumi värav.
Ma oleks joonistanud veel ühe membraani, teisele poole rakku,
aga ma arvan, et joonistan selle vahelduvalt nii
Nii et mul on naatriumi värav siin.
Ma ei taha teha hulk neid.
Ma arvan, et ma lihtsalt joonistan ühe ringi neid, et saaksid
aru, mis toimub.
Las ma joonistan veel ühe
kaaliumi värava.
Ütleme, et need kõik alustavad suletult.
Nad on kõik suletud asendis.
Ütleme, et seda naatriumi väravat stimuleeritakse.
See avaneb.
Ütleme, et see tüüp seal avatakse. See stimuleeritakse
millegagi, et saada avatuks.
Räägime asjadest, mis -- ütleme eelkõige
see avatakse, ütleme, et stiimul -- see peab
olema teatud pinge.
Ütleme, et see avatakse, kui me oleme miinus 55
millivoldi juures.
Nii et kui me oleme puhkeolekus, potentsiaali
erinevus raku seespoole ja väljaspoole vahel on
miinus 70, nii et see ei ole avatud.
See on kinni, aga kui mistahes põhjusel, see
muutub piisavalt positiivseks, et olla miinus 55 millivolti, järsku
see on avatud.
Kirjutame paar teist reeglit, mis määrab, mis juhtub
selle väravaga.
Ütleme, et see sulgub-- ja need on kõik töötlemata numbrid,
aga peamine idee on, et teaksid peamist ideed.
Ütleme, et see sulgub-- ma ei tea-- pluss 35
millivoldi juures.
Ja ütleme, et kaaliumi värav avaneb pluss
40 millivoldi juures, et anda sulle aimu asjadest.
Ütleme, et see sulgub, ma ei tea, miinus 80
millivoldi juures.
Nii et mis juhtub?
Ütleme, et mistahes põhjusel, pinge siin on
muutunud miinus 55-ks.
Las ma teen graafiku, nagu ma tegin siin all.
Ma tahan, et mul oleks ruumi
joonistada graafikut.
See on membraani pinge.
Ja see on aeg siin all.
Ütleme, et me mõõdame seda-- ütleme, et see
on membraani pinge-- ütleme, et siin naatriumi värava juures.
Me mõõdame seda pinget
üle selle siin.
Kui see ei ole stimuleeritud mingil viisil, oleme siin,
püsib miinus 70 millivoldi juures-- ja ütleme, et
mõned stiimulid, mistahes põhjusel,
muudavad selle positiivsemaks.
Võib-olla on see mõni elektriline mõju, mis
teeb selle positiivsemaks siin.
Võib-olla mõned positiivsed laengud voolavad mööda.
Nii et see muutub positiivsemaks.
Ütleme, et see muutub positiivsemaks ja siis ATP
pump-- naatrium-kaaliumpump pumpab selle välja, et see
ei jõuaks miinus 55 piirtasemeni, nii et siis midagi
ei juhtu, õigus?
See ei jõudnud piirtasemeni
piirtasemeni. Aga ütleme, et seal on teine
elektrooniline või hulk neid ja seal on palju
positiivseid laenguid, nii et me jõuame miinus 55 millivoldini. Hoia meeles, kui
positiivne laeng tuleb mööda,
muutume negatiivseks.
Potentsiaalne erinevus muutub vähem
negatiivseks. Me jõuame selle miinus 55 millivoldini--
see siin avaneb, õigus?
See oli valem suletud.
See oli suletud, kui olime lihtsalt miinus 70.
Las ma kirjutan siia.
Nii et selles punktis, meie naatriumi värav avaneb.
Nüüd, mis juhtub, kui naatriumim värav avaneb?
Kui see avaneb, me oleme seda varem näinud, kõik
positiivselt laetud naatriumid lähevad siia alla, mõlemad
elektriline gradient ja difusiooni gradient,
voolavad rakku.
Seal on nii palju naatriumi, seal on nii
positiivne, nad lihtsalt tahavad
tulla sisse. Niipea, kui nad jõuavad piirtasemeni,
isegi kui see võib ainult jõuda miinus 55-ni või võib-olla miinus 50-ni,
järsku värav avaneb ja meil on kõik see
positiivne laeng voolamas rakku.
Potentsiaalne erinevus
muutub palju, palju
positiivsemaks.
Nad jätkavad sisse voolamist, muutub palju, palju
positiivsemaks, aga kui see saab positiivsemaks, see
sulgub pluss 35 millivoldi juures.
Ütleme, et me tegeleme siin-- ütleme, et
see siin, on pluss 35 millivolti.
Siin see sulgub ja samal ajal, see asi, mille ma just
kustutasin-- ma panin pluss 40 millivoldile-- või ütleme pluss
35-le, lihtsalt argumendi pärast.
Ütleme, et pluss 45 millivoldi juures
naatriumi väravad avanevad.
Mis on juhtunud siin?
Järsku, oleme pluss 35 või võib-olla pluss 40 millivoldi juures,
nii et see on ütleme pluss 40, ma arvan, et sa saad
aru mõlemal juhul, nii et ütleme pluss 40-- mõlemal juhul.
Pluss 40-l see tüüp sulgub.
Ei tule enam positiivseid ioone sisse, aga nüüd oleme
positiivsemad seespool, vähemalt siin kohal membraanis,
kui väljaspool.
Ja siis see värav avaneb.
Siis naatriumi värav avaneb.
K-pluss iooni värav avaneb.
Kui see avaneb, mis juhtub?
Meil on kõik need naatriumioonid siin.
Me juba nägime naatrium-kaaliumpumbast, et
kaalium-- meil on kõik need kaaliumioonid siin.
Nägime naatrium-kaaliumpumbast, et see teeb
naatriumi kontsentratsiooni väljaspool
kõrgemaks ja kaaliumi kontsentratsiooni seespool kõrgemaks.
Nüüd, kui me oleme jõudnud selle pluss 40 millivoldini,
oleme nüüd positiivsemad seespool.
Nii et see avaneb.
Need tüübid tahavad põgeneda, sest seal
on vähem kaaliumi väljaspool.
Nad tahavad minna alla nende kontsentrasiooni gradiendi.
See on ka väga positiivne seespool.
Oleme pluss 40 millivoldi juures.
Nii et nad ka tahavad põgeneda.
Nad hakakvad põgenema rakkudest.
Positiivsed laengud hakkavad rakku erutama
seespoolt väljapoole.
Nii et me muutume jälle vähem positiivseks.
Las ma kirjutan, mis juhtub siin.
Selles punktis, naatriumi värav sulgub ja kaaliumi
värav avaneb.
Siis see positiivne laeng hakkab voolama rakust
välja jälle ja võib-olla see ületab, sest see ainult
sulgub võib-olla siis, kui me jõuame miinus 80 millivoldini.
Nii et võib-olla meie kaaliumi värav sulgub miinus 80-l.
Siis naatrium-kaaliumpump võib viia tagasi
miinus 70 millivoldini.
Nii et, see on, mis juhtub sellest punkis
rakus, esimese naatriumi värava juures.
Aga mis juhtub üldiselt, õigus?
Kui see muutub väga positiivseks-- me läksime 40
millivoldilt siia.
Me läksime 40 millivoldile sellel alal rakus.
Arvan, et võid vaadata seda, kui lühiajalist
või väga väikese vahemaaga elektriline potentsiaal, see ala
muutub positiivsemaks, õigus? See muutub
positiivsemaks.
Need positiivsed laengud
lähevad sinna, kus on vähem
positiivne. See muutub positiivsemaks.
See oli miinus 70-l, aga see muutub veel positiivsemaks.
See läheb miius 65-le, miinus 60, miinus 55-- ja siis bämm.
See tüüp vallandatakse jälle.
Siis see tüüp avatakse.
Naatrium voolab siit sisse.
Nii et kui sa tahtsid joonistada seda, potentsiaali
erinevus, mis toimub üle selle, see kõik juhtus
niipea, kui-- võib-olla niipea, kui naatrium hakkas minema esimese
tüübi sisse, teine tüüp-- ta vallandatakse siin, sest
teine tüüp veidi hiljem ajas, kõige selle
voolu tõttu, veidi temast vasakule,
tema potentsiaal läheb üles.
Ta vallandatakse, sama asi juhtub temaga, õigus?
Kui naatrium voolab siia sisse, muutub väga positiivseks siin,
see teeb raku siin, pinge siin,
laengu siin veidi
positiivsemaks, vallandab selle järgmise naatriumi värava avatuks ja siis
kõik see sama asi juhutb, sama tsükkel.
Siis kaaliumi väravad avanevad, et teha jälle negatiivseks, aga selleks
ajaks, kui see on juhtunud, on see muutunud
positiivseks siin, et vallandada
veel üht naatriumi väravat. Üks ühe järel, naatriumi väravad avanevad ja
sulguvad, aga see edastab seda infot, see
edastab potentsiaali muutumist.
Nii et mis toimub siin?
See on aeglasem ja tegelikult kaasab energiat.
See oli-- elektrooniline oli väga kiire. See on aeglane
Aktsioonipotentsiaal on aeglasem.
Ma ei taha öelda, et see on
aeglane. See on aeglasem, sest see peab kaasama neid värava
avamisi ja sulgemisi ja see ka kaasab energiat.
See samuti nõuab rohkem energiat.
Sa ka pead pidevalt muutma potentsiaali
rakus ja naatrium-kaaliumpumbad peavad olema
väga aktiivsed.
Aga see on hea.
Positiivne on, et see on hea katmaks vahemaad.
Kui on midagi sellist-- nägime
elektrilisega, kui me lähme kaugemale ja kaugemale ära,
kus stiimul juhtus, potentsiaali muut
muutub aina rohkem ja rohkem hajuvaks.
See tegelikult hüppeliselt väheneb.
See muutub rohkem ja hohkem hajuvaks, kui me lähme
aina kaugemale ja kaugemale eemale, nii et see ei ole
hea pikal vahemaal. See asi võib jätkata igavesti, sest iga kord see
stimuleerib järgmist väravat, see on nagu me alustame jälle
uuesti ja siis see värav-- sellel on ioonide voolud
sisse tulemas ja need ioonid teevad selle veidi
vähem negatiivseks siin.
Siis järgmine värav avatakse.
See tsükkel on ikka jälle ja
jälle. See on väga hea pikkade vahemaade läbimisel.
Nüüd, kui on tõesti alus, et mõista,
mis täpselt toimub neuronis ja ma ma kordan seda
järgmises videos, et näidata, kuidas elektrooniline
potentsiaal ja aktsioonipotentsiaal saavad ühilduda, et
signaal saaks liikuda läbi neuroni.