-
בסרטון הקודם דברנו
על האופן בו התא משתמש
-
במשאבת נתרן-אשלגן ובATP כדי
לשמר את הבדלי הפוטנציאל שלו
-
בין פנים תא העצב או פנים הנוירון
-
ובין הצד החיצון - וככלל
-
הצד החיצון הוא בעל מטען
יותר חיובי מהצד הפנימי.
-
ישנו הפרש פוטנציאלי של מינוס 70 מיליוולט
-
בין הצד הפנימי והצד החיצוני.
-
אנו קוראים לזה מינוס כי
הצד החיצוני הוא יותר חיובי
-
אם נחסיר מספר יותר חיובי ממספר פחות חיובי
-
נקבל מספר שלילי, וכאן זה יהיה מינוס 70.
-
אז אמרנו שזה יהיה הבסיס להבנה
-
של האופן שבו תאי העצב מעבירים אותות.
-
וכדי להבין זאת - נתאר את הבסיס
-
המונח מעל לבסיס ההוא.
-
זה כנראה יבהיר יותר טוב
-
את העברת האותות של תאי העצב.
-
ובעצם זה יסביר גם מדוע יש לתאים האלה
-
מעטפת מיאלין וגם את קשרי Ranvier, וכן מדוע
-
יש להם את כל השלוחות האלה.
-
נקווה שזה יובן יותר טוב.
-
ישנן שני סוגי אופנים שבהם
-
הפוטנציאל יכול לעבור.
-
שני סוגים של העברת אותות.
-
נקרא להם העברת אותות.
-
לא ברור מהי המילה המתאימה ביותר בשבילם.
-
הסוג הראשון שנדבר בו הוא electrotonic.
-
פוטנציאל אלקטרוטוני -
זו מילה מפוצצת, אבל תראו
-
שהרעיון הוא די פשוט.
-
הסוג השני שנסביר הוא
-
פוטנציאל התנועה.
-
ולשניהם יש מטען חיובי ושלילי
-
במונחים של יכולתם להעביר אותות.
-
אנו מדברים במונחים של המצב בתוך התא
-
או דרך ממברנת התא.
-
בואו נבין למה הכוונה כאן.
-
אז הנה ממברנת התא שלנו.
-
נניח שזהו תא עצב - או נוירון, כדי שזה
-
יתאים לתוכן של הסרטון הזה.
-
אנו יודעים שהמטען מחוץ לתא
-
יותר חיובי מאשר בפנים התא.
-
אנו יודעים שיש הרבה נתרן מחוץ לתא
-
או הרבה יותר נתרן בחוץ מאשר בפנים התא.
-
אבל גם בפנים יש קצת.
-
ויש הרבה יותר אשלגן בפנים התא
-
מאשר בחוץ. אבל ככלל הצד החיצוני
-
הוא יותר חיובי מהפנימי,
כי משאבת הנתרן-אשלגן
-
דוחפת החוצה 3 יוני נתרן על כל
-
שני יוני אשלגן שהיא מכניסה פנימה.
-
טוב, אז בסרטון הקודם סיפרנו שישנם
-
דברים שנקראים "שערי נתרן"
-
שער ליוני נתרן. זוכרים?
-
כל אלה הם יונים.
-
הם טעונים.
-
טוב, אז נניח שמסיבה כל שהיא,
איזה שהוא עירור---
-
נסמן את זה.
-
אז כאן זהו שער יון הנתרן.
-
עכשיו הוא במצב סגור.
-
אבל נניח שמשהו גורם לו להפתח.
-
נדבר בסרטון הזה ואולי גם בבא
-
על דברים שונים שיכולים
-
לגרום לו להפתח.
-
אולי איזה עירור שגורם לו להפתח.
-
בעצם יש המון דברים שונים של עירורים
-
שיגרמו לו להפתח.
-
טוב, אז נניח שהוא פתוח.
-
מה קורה כאשר הוא פתוח?
-
נניח שאנו פותחים אותו.
-
איזה שהוא עירור פתח אותו-- מה יקרה?
-
יש לנו מטען יותר חיובי בחוץ מאשר בפנים,
-
לכן יונים חיוביים ירצו להכנס פנימה.
-
-
זהו שער יוני נתרן. ז.א. שרק
יוני נתרן יכולים לעבור בו.
-
זהו מין מבנה של חלבון מפותל
-
שמאפשר רק לנתרן לחדור דרכו.
-
וחוץ מזה - יש לנו הרבה יותר נתרן בחוץ
-
מאשר בפנים.
-
לכן מפל הריכוזים של הדיפוזיה
-
ירצה להעביר נתרן דרכו.
-
בגלל שנתרן הוא יון חיובי - הצד החיצוני
-
יותר חיובי, והיונים ירצו לברוח
-
מהסביבה הזו.
-
אז אם נפתח את השער יקרה שהמון
-
יונים של נתרן יתחילו להציף אותו.
-
כאשר זה קורה - מה יתרחש יותר נמוך
-
לאורך הממברנה?
-
בואו נקרב את המבט.
-
נניח שזוהי הממברנה שלנו כאן,
-
ונניח שזהו השער הפתוח שלנו כאן
-
הוא פתוח מסיבה כל שהיא
והמון נתרן זורם פנימה.
-
לכן כל זה נעשה יותר חיובי.
-
נניח שיש לנו כאן voltmeter = מד וולטים.
-
אנו מודדים את הפרשי הפוטנציאל בין
-
פנים הממברנה ומחוצה לה.
-
נצייר תרשים קטן.
-
נצייר אותו כאן מעל למד- הוולטים.
-
זה יהיה הפרש הפוטנציאלים
-
או, נקרא לו המתח של הממברנה
-
הפרשי המתחים השונים דרך הממברנה --
-
ונניח שזה יהיה הזמן.
-
נניח שעדיין לא פתחנו את השער.
-
הוא נמצא במצב מנוחה.
-
משאבת הנתרן -אשלגן -נמצאת בפעולה.
-
דברים נוזלים קדימה ואחורה אבל היא קבועה על
-
מצב של מינוס 70 מיליוולט.
-
לכן כאן יש מינוס 70 מיליוולט.
-
מיד כאשר איזשהו שער במקום אחר
-
בחלק כלשהו בתא -יפתח, מה יקרה?
-
נניח שזה השער היחיד שיפתח.
-
אז, פתאום, זה יעשה יותר חיובי.
-
לכן, מטען חיובי שכבר נמצא כאן --
-
מטענים חיוביים אחרים,
בין אם הם נתרן או אשלגן,
-
הם ירצו לברוח מהנקודה הזו, בגלל
-
שהשטח הזה - לא הוצף ביונים חיוביים.
-
לכן הוא פחות חיובי מאשר כאן.
-
אז אולי יש לנו קצת אשלגן ואולי יש קצת נתרן
-
אבל כל זה רוצה להתרחק
-
מהמקום בו השער נפתח.
-
המטען רוצה להתרחק.
-
לכן מיד כשזה קורה - מיד
כאשר אנו פותחים את השער
-
תיווצר תנועה של מטען חשמלי
-
לכוון הזה.
-
לכן, פתאום --- זה היה במינוס 70 מיליוולט.
-
עכשיו הרבה מטען חיובי זורם לכוון הזה.
-
כמעט מיד, הוא יהיה פחות שלילי
-
ויותר חיובי.
-
הפרשי הפוטנציאל בין זה לזה יהיו
-
יעשו פחותים.
-
זוהי הנקודה החשובה כאן.
-
עכשיו אם נביט אל הנקודה הזו,
ואם נעשה את אותו הדבר --
-
אם נמדוד את המתח בנקודה זו כאן, אולי זה היה
-
מינוס 70 מיליוולט, אולי חלקיקי דקות אחר כך
-
המטען החיובי מתחיל להשפיע על זה
-
ולכן הוא נעשה יותר חיובי.
אבל ההשפעה הזו מדוללת. נכון?
-
בגלל שהמטענים החיוביים האלה
-
הם מקרינים לכל הכיוונים.
-
לכן השפעתם מדוללת.
-
לכן ההשפעה על הדבר הזה תהיה פחות חיובית.
-
היא תעשה פחות חיובית.
-
לכן פוטנציא חשמלי -- מה שקורה,
במקום אחד בתא
-
השער נפתח, יש הצפה של מטענים פנימה
-
וזה משפיע על הפוטנציאלים
-
בחלקים אחרים של התא.
-
מה שטוב בכל זה - זה שזה קורה מאוד מהר.
-
מיד כאשר זה קורה.
-
יותר נמוך בתא, זה נעשה יותר ויותר חיובי
-
אבל ככל שנרחיק, ההשפעה נעשית יותר דלילה
-
עם המרחק.
-
לכן אם חשובה לכם המהירות, אז תרצו
-
את הפוטנציאל החשמלי הזה.
-
מיד כשזה קורה זה יתחיל
להשפיע על כל יתר חלקי התא
-
אבל אם תרצו את שינוי הפוטנציאל
-
לנוע למרחק יותר גדול - למשל, נניח שאם
-
הגענו עד למקום הזה של
תא העצב, ואנו רוצים למדוד
-
אותו, יתכן ולא תהיה כאן שום השפעה.
-
אולי קצת יותר מאוחר, אבל זה לא יהיה משמעותי.
-
כי כל זה נעשה מדולל בזמן שהוא מגיע --
-
הוא מגביר את המטען לכל התא כולו.
-
לכן זוהי השפעה הרחק מהמקום שבו
-
השער נפתח.
-
שם הוא יהיה הרבה פחות מורגש.
-
כלומר זה ממש לא מוצלח לפעולה במרחקים .
-
עכשיו ננסה לבדוק מה קורה עם
-
פוטנציאל של הפעולה.
-
ותוכלו להבין שזה יהיה כרוך ביותר פעילות.
-
אז בוא נתחיל באותו המצב.
-
יש לנו שער נתרן שנפתח על ידי עירור כל שהוא.
-
מה שנעשה -- נשרטט שתי ממברנות כאן.
-
זה הצד החיצוני.
-
זהו הצד הפנימי.
-
טוב. נצייר -- אולי אנו מתעסקים כאן --
-
נוסיף יותר פרטים.
-
אולי זה אקסון או דבר דומה,
-
נניח שיש לנו כאן עוד שער נתרן.
-
בעיקרון הם חילופיים.
-
כך שהם חלופיים. ואז יש עוד שער נתרן
-
לא כדאי לצייר הרבה מהם.
-
מספיק לצייר סיבוב שלם אחד כדי
-
שתבינו איך זה עובד.
-
טוב אז נצייר עוד שער אשלגן.
-
נניח שבתחילה הם כולם סגורים.
-
כולם במצב סגור.
-
עכשיו נניח ששער הנתרן הזה מקבל עירור
-
והוא נפתח.
-
עכשיו נניח שהחבר הזה כאן נפתח.
-
הוא קיבל עירור ע"י משהו והוא נפתח.
-
עוד נדבר על דברים ש-- נגיד במיוחד
-
דברים שנפתחים - נגיד שהעירור הזה דורש
-
צריך מתח מסויים.
-
נניח שהם נפתחים כשיש מינוס 55
-
מיליוולט.
-
כשאנחנו במצב מנוחה-- הפרשי הפוטנציאל
-
בין הפנים של התא והחוץ -
-
הוא מינוס 70, לכן זה לא יכול להפתח.
-
הוא יהיה סגור, אבל אם מסיבה כל שהיא
-
הוא יעשה מספיק חיובי כדי
להגיע למינוס 55 מיליוולט
-
פתאום ההדבר הזה יפתח.
-
בואו נכתוב מספר כללים נוספים שמכתיבים
-
מה קורה לשער הזה.
-
נניח שהוא נסגר --ואלה הם מספרים די גולמיים
-
אבל הרעיון העיקרי הוא שתקבלו מושג כללי.
-
נניח שהוא נסגר ב -- נניח ב 35+
-
מיליוולט.
-
ונניח ששער האשלגן שלנו נפתח
-
ב 40+ מיליוולט, רק כדי לתת לכם מושג על הדברים.
-
ונניח שה וא נסגר ב- אולי מינוס 80
-
מיליוולט.
-
אז מה יקרה?
-
נניח שבגלל סיבה כל שהיא
-
המתח כאן נעשה מינוס 55.
-
נעשה תרשים כמו שעשינו קודם.
-
צריך מרחב כדי לצייר את התרשים.
-
זהו המתח של הממברנה.
-
וכאן נציין זמן.
-
ונגיד שאנו מודדים אותו -- נגיד שזה
-
המתח של הממברנה ב-- נגיד שכאן ליד שער הנתרן
-
בדיוק כאן.
-
-
אז אנו מודדים את המתח
-
מעבר למקום הזה.
-
אם הוא אינו מעורר - בכל זאת אנחנו בדיוק כאן.
-
ברמה של מינוס 70 מיליוולט - ונגיד
-
שאיזה עירור או מכל סיבה שהיא
-
זה נעשה יותר חיובי.
-
אולי זה מין סוג של השפעה חשמלית
-
שעושה אותו יותר חיובי כאן.
-
אולי מטען חיובי מסתובב ומרחף בסביבה.
-
וזה נעשה יותר חיובי.
-
אז נגיד שזה נעשה יותר חיובי ואז משאבת הATP
-
משאבת הנתרן -אשלגן אינה פועלת
-
לכן הוא לא מגיע לסף של מינוס 55
-
לכן שום דבר לא יקרה, נכון?
-
הוא לא הגיע אל סף התגובה.
-
ואז נגיד שיש עירור חשמלי אחר
-
או אולי אחדים מהם ויש כאן מטען חיובי גדול
-
ואנו מגיעים למינוס 55 מיליוולט.
-
זכרו, כאשר מטען חיובי מגיע
-
יש לנו פחות מטען שלילי.
-
הפרשי הפוטנציאלים נעשים פחות שליליים
-
ואנו מגיעים למינוס 55 מיליוולט הזה.
-
אז דברים נפתחים.
-
זה היה סגור קודם.
-
הוא היה סגור כאשר היה לנו מינוס 70.
-
אז נכתוב את זה.
-
לכן בנקודה זו, שער הנתרן שלנו נפתח.
-
אז מה יקרה כאשר שער הנתרן יפתח?
-
כאשר הוא יפתח --ראינו את המופע הזה קודם.
-
כל הנתרן החיובי יזרום כאן למטה
-
שני המפלים: החשמלי והדיפוזי
-
ותהיה הצפה לתוך התא.
-
יש כל כך הרבה נתרן בחוץ, הוא כל כך חיובי
-
שהם פשוט רוצים להכנס פנימה.
-
לכן, מיד כשהם מגיעים לסף הזה , אפילו
-
למרות שהם אולי לא הגיעו
למינוס 55 או אולי מינוס 50.
-
פתאום השער הזה נפתח,
-
ואז יש לנו את כל המטען החיובי שמציף את התא.
-
לכן הפרשי הפוטנציאל נעשים
-
הרבה הרבה יותר חיוביים
-
הם ממשיכים להציף פנימה,
ונעשים יותר ויותר חיוביים
-
אבל, כאשר הם נעשים יותר חיוביים -
-
השער נסגר ב35 מיליוולט.
-
לכן נניח שאנו מתעסקים כאן , נגיד
-
שנקודה זו כאן היא 35 מיליוולט.
-
אז כאן היא נסגרת ובאותו הזמן
-
את מה שמחקנו, קבענו אותו ב 40 + מיליוולט -
-
או אולי נגיד 35+, רק לשם דוגמה.
-
נגיד שב 45+ מיליוולט
-
שער הנתרן שלנו נפתח.
-
אז מה קרה כאן?
-
פתאום, יש לנו 35+ או 40 + מיליוולט.
-
אז זה, בואו נגיד שזה 40+, אתם כנראה
-
מבינים את הרעיון בכל אופן, לכן נגיד 40+
-
לכן ב40+ החבר הזה יסגר.
-
יותר לא יכנסו יונים חיוביים פנימה.
אבל עכשיו יש יותר
-
מטען חיובי בפנים, לפחות בנקודה מקומית זו
-
על הממברנה, - מאשר בחוץ.
-
ולכן השער הזה יפתח.
-
אז שער הנתרן הזה יפתח.
-
שער האשלגן עם יוני K+ יפתח.
-
טוב, אז כשזה יפתח - מה יקרה?
-
יש לנו כאן את כל היונים של הנתרן.
-
כבר ראינו שבמשאבת הנתרן-אשלגן
-
האשלגן--- יש לנו את כל יוני האשלגן כאן.
-
ראינו שמשאבת הנתרן-אשלגן גורמת
-
לריכוז יותר גבוה של הנתרן בחוץ
-
ולריכוז האשלגן יותר גבוה בפנים.
-
עכשיו שהגענו לרמה של 40+ מיליוולט
-
אז אנחנו יותר חיוביים בפנים.
-
לכן זה יפתח.
-
החברה האלה רוצים להמלט, בגלל
-
שיש פחות אשלגן בחוץ.
-
הם רוצים שהפרשי הריכוז - ירדו.
-
כמו כן זה גם מאוד חיובי בפנים.
-
יש לנו 40+ מיליוולט.
-
אז גם הם רוצים להמלט.
-
לכן הם מתחילים לצאת מן התא.
-
לכן, מטענים חיוביים מתחילים לצאת מהתא
-
מהפנים אל החוץ.
-
ואז אנחנו נעשים שוב פעם פחות חיוביים.
-
אז בואו נכתוב את זה.
-
לכן, בנקודה זו, שער הנתרן שלנו יסגר
-
ושער האשלגן שלנו - יפתח.
-
ואז המטען החיובי מתחיל להציף, שוב פעם
-
את התא. יתכן גם שאולי הוא יגזים היות והוא
-
רק עומד להסגר כאשר הוא יגיע למינוס 80 וולט.
-
אז אולי שער האשלגן יסגר במינוס 80.
-
ואז משאבת הנתרן-אשלגן שלנו
עשויה להחזיר אותנו
-
למינוס 70 מליוולט.
-
טוב, זה מה שקורה בנקודה זו בתא
-
בדיוק ליד שער הנתרן הראשון.
-
אבל מה יקרה באופן כללי?
-
בזמן שזה נעשה מאוד חיובי-- אנחנו הגענו
-
ל-40 מיליוולט במקום זה.
-
הגענו ל40 מיליוולט במקום הזה בתא.
-
בגלל ש --יתכן שאתם יכולים
כמעט להביט על זה במונחים
-
של מרחק פוטנציאל חשמלי קצרצר.
-
השטח הזה עומד להעשות יותר חיובי, נכון?
-
הוא עומד להיות יותר חיובי.
-
המטענים החיוביים האלה עומדים לעבור
-
למקום שהוא פחות חיובי.
-
אז זה הולך להיות יותר חיובי.
-
זה היה במינוס 70, אבל הוא יעשה יותר חיובי.
-
הוא יעשה מינוס 65, מינוס 60,
מינוס 55 ואז --בום.
-
החבר הזה יקבל עירור נוסף.
-
ואז החבר הזה יפתח.
-
ואז החבר הזה יפתח.
-
נתרן יזרום הנה דרך כאן.
-
לו רציתם לספר את העליליות של החבר הזה,
-
הפרשי הפוטנציאל שקורים דרכו, הם כולם קורים
-
מיד כאשר -- אולי כאשר הנתרן מתחיל לעבור
-
דרך השער הראשון, החבר השני מקבל עירור כאן
-
כי החבר השני בזמן קצת יותר מאוחר
-
בגלל כל הזרימה הזו קצת שמאלה ממנו,
-
הפוטנציאל שלו עולה.
-
הוא מקבל עירור,ובדיוק אותו
הדבר קורה גם לו. נכון?
-
כאשר הנתרן זורם הנה זה נעשה מאוד חיובי כאן
-
וזה גורם לתא, בסביבה כאן -
-
למתח בסביבה כאן - להיות קצת יותר חיובי
-
זה מעורר את שער הנתרן הבא - להפתח
-
ואז אותו הדבר קורה באותו המעגל.
-
אז נפתח שער האשלגן - כדי לגרום
לו להיות שוב פעם שלילי
-
בזמן שזה קורה - כאן, זה נעשה שוב פעם חיובי
-
כדי לעורר עוד שער נתרן.
-
כך, אחד אחרי השני, שערי הנתרן נפתחים ונסגרים
-
אבל הם מעבירים את המידע,
-
הם מעבירים את שינוי הפוטנציאל.
-
אז מה קורה פה בעצם?
-
זה קצת יותר לאט ובעצם זה כרוך באנרגיה.
-
כאן זה היה מאוד מהיר. וזה מאוד איתי.
-
פוטנציאל הפעולה הוא יותר איטי.
-
לא נגיד שהוא איטי.
-
אבל הוא יותר איטי כי הוא כרוך בפתיחות
-
ובסגירות של השערים האלה והוא גם כרוך באנרגיה.
-
הוא דורש יותר אנרגיה
-
וגם צריך כל הזמן לשנות את הפוטנציאל
-
בתוך התא ומשאבת הנתרן-אשלגן
-
צריכה להיות מאוד פעילה.
-
אבל זה טוב.
-
הצד החיובי של זה הוא שהוא מכסה מרחקים.
-
כשיש לנו משהו כזה -- ראינו
עם הפוטנציאל האלקטרוני
-
עם הפוטנציאל האלקטרוני - שככל שאנו מתרחקים
-
מהמקום שבו קרה העירור - השינוי בפוטנציאל
-
נעשה יותר ויותר מדולל.
-
זה יורד באופן אקספוננציאלי.
-
הוא נעשה יותר ויותר מדולל ככל שאנו מתרחקים.
-
והוא אינו יעל לאורך מרחק.
-
זה יכול להמשך עד אין סוף היות וכל פעם
-
שיש עירור בשער הבא - זה מתחיל מחדש.
-
ולכן השער הזה יהיה מוצף ביונים
-
שנכנסים ובאלו שהולכים לעשות אותו
-
קצת פחות שלילי כאן.
-
השער הבא עומד להפתח.
-
והמעגל עומד לחזור שוב ושוב.
-
לכן זה באמת טוב גם למרחקים.
-
עכשיו יש לנו באמת את היסודות כדי להבין
-
בדיוק מה קורה בתא עצב
-
ובסרטון הבא נראה לכם איך פוטנציאל אלקטרוני
-
ופוטנציאל פעולה יכולים להתאחד כדי
-
להעביר מידע דרך תא העצב.
