Elektrooniline potentsiaal ja aktsioonipotentsiaal.

Kuidas elektrooniline potentsiaal ja aktsioonipotentsiaal levivad mööda rakke.

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.

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.