fbpx
Wikipedia

Aktionspotential

Et aktionspotential (undertiden skrevet aktionspotentiale) er en signalmekanisme mellem levende celler. Ved et aktionspotential stiger cellens elektriske membranpotentiale brat for hurtigt at falde igen, hvilket efterfølges af en stilstandsperiode. Aktionspotentialer forekommer i mange typer dyreceller, under ét kaldt excitable celler, herunder neuroner, muskelceller og kirtelceller, samt visse planteceller. I neuroner spiller aktionspotentialet en central rolle i celle-celle-kommunikationen. I andre typer celler har det til formål at aktivere intracellulære processer. I muskelceller er aktionspotentialet eksempelvis det første skridt i en kæde af begivenheder, der i sidste ende fører til kontraktion (sammentrækning). I bugspytkirtlens betaceller udløser de frigivelsen af insulin. Aktionspotentialer i neuroner kaldes også for ”nerveimpulser”, og en serie af aktionspotentialer udløst af et neuron kaldes et ”impulstog”. Et neuron, der udsender et aktionspotential, siges at ”fyre”.

Nerveimpulsen ad en neuron
A. Illustration af et ideelt aktionspotential, der viser dets faser, dvs. ændringerne i membranpotentialet i et bestemt punkt på cellemembranen som funktion af tiden. B. Målinger af aktionspotentialer er ofte forvrængede i forhold til det ideelle eksempel på grund af målemetoderne.

Indholdsfortegnelse

Aktionspotentialer udløses af særlige spændingsafhængige ionkanaler i cellenernes plasmamembran. Disse kanaler er lukkede, når membranpotentialet er tæt på cellens hvilemembranpotential, men begynder straks at åbne, når membranpotentialet stiger til en nøje defineret tærskelværdi. Når kanalerne åbner, tillader de natriumioner (Na+) at strømme ind i cellen, hvilket ændrer den elektrokemiske gradient, så membranpotentialet stiger yderligere. Denne depolarisering får flere natriumkanaler til at åbne, således at der breder sig en depolariserende strøm i alle retninger. Processen fortsætter, indtil samtlige tilgængelige natriumkanaler står åbne, hvorved cellen depolariseres maksimalt. Den pludselige strøm af natriumioner ind i cellen hæver membranpotentialet så meget, at det bliver positivt, hvorpå natriumkanalerne efter cirka et millisekund langsomt inaktiveres. Når natriumkanalerne er lukkede, kan der ikke længere trænge natriumioner ind i neuronet, og de transporteres ud af cellen igen ved aktiv transport. Samtidig begynder kaliumkanaler i cellemembranen at åbnes, hvorved der begynder at strømme kaliumioner (K+) ud af cellen, hvilket bringer den elektrokemiske gradient tilbage til hvileniveauet. Efter et aktionspotential sker der et forbigående fald i membranpotentialet til under hvilemembranpotentialet. Dette fald kaldes en hyperpolarisering. Den periode, det tager membranpotentialet at vende tilbage til hvileniveauet, kaldes refraktærperioden. Faldet skyldes en fortsat strøm af kaliumioner ud af cellen. Refraktærperioden forhindrer den depolariserende strøm (aktionspotentialet) i at vende tilbage, hvor den kom fra, hvilket betyder at en strøm dermed tvinges til at løbe i én retning. Dette forhindres desuden af de lukkede natriumkanaler.

I dyreceller forekommer der hovedsageligt to typer aktionspotentialer: Et der udløses af spændingsafhængige natriumkanaler, og et der udløses af spændingsafhængige calciumkanaler. Natriumbaserede aktionspotentialer varer typisk under et millisekund, hvorimod calciumbaserede aktionspotentialer kan vare i 100 millisekunder eller længere. I nogle typer neuroner udløser langsomme calciumbaserede aktionspotentialer en lang serie natriumbaserede aktionspotentialer. I hjertemuskelceller udløser et hurtigt natriumbaseret aktionspotential derimod en indstrømning af calciumioner, der aktiverer calciumkanaler i den enkelte celles sarkolemma. De udefrakommende calciumioner og calciumionerne fra sarkolemma udløser tilsammen kontraktion af hjertemuskelcellen.

Ionkanaler

En lokal depolarisering kan ske ved påvirkning af tre ionkanaler (ionotrope kanaler):

  1. Spændingsafhængige ionkanaler (som fx natriumkanaler i sinus-/AV-knuden), hvor kanalerne åbnes ved et bestemt membranpotential
  2. Ligandstyrede ionkanaler (som acetylcholin fra nerveceller til muskelceller), der åbnes ved binding af en ligand til en receptor
  3. Mekanoceptive ionkanaler (især i glat muskulatur), hvor stræk, kulde, varme, stress, pH og andre fysiologiske påvirkninger kan føre til åbning.

Metabotrope receptorer

Derudover kan en lokal depolarisering opstå ved påvirkning af såkaldte metabotrope receptorer (second-messenger-systemet). Dette er et system, der hovedsageligt sker ved påvirkning af neurotransmittere og hormoner, men også metaboliter (som ilt, kuldioxid og NO). Disse stoffer binder sig også til receptorer. Men i stedet for at udøve deres virkning direkte (som spændingsafhængige ionkanaler) virker de ved aktivering af såkaldt "second-messengers". Den mest udbredte secondmessenger er cAMP (cyklisk AMP – dvs. adenosinmonofosfat, altså ét fosfat i stedet for tre som i ATP). Et hormon (fx adrenalin) eller en neurotransmitter (fx dopamin eller serotonin) binder sig altså til receptoren, hvilket fører til dannelse af cAMP. cAMP aktiverer herefter cAMP-dependent-protein-kinase (proteinkinase A). Denne kinase udøver herefter virkningen ved at fosforylere bestemte proteiner. Fx ved fosforylering af ionkanaler.

Generelt siger man, at ionkanaler formidler direkte, hurtig og præcis information, mens metabotrop påvirkning er mere langsom og modulerende. Dvs. metabotrop påvirking først og fremmest påvirker, hvor let cellerne har ved at opnå et aktionspotential. Desuden skal nævnes, at mange stoffer både kan virke på metabotrope og ionotrope receptorer; fx acetylcholin (på nikotinerge (ionotrope) og muscarinerge (metabotrope)), glutamat (nervesystemets vigtigste ekcitatoriske neurotransmitter) og GABA (nervesystemets vigtigste inhibitoriske neurotransmitter).

Kun en depolarisering, der overgår tærskelværdien, vil igangsætte et aktionspotential. Aktionspotentialer vil altid formidle depolariseringer langs hele cellen og har altid den samme effekt (man siger, at de ikke er gradierede).

  1. om aktionspotential
  2. MacDonald PE, Rorsman P (februar 2006). . PLoS Biol. 4 (2): e49. PMC. PMID . doi:.(engelsk)
  3. Barnett MW, Larkman PM (juni 2007). . Pract Neurol. 7 (3): 192-7. PMID .(engelsk)
  4. Blaustein, Mordecai P., Joseph P.Y. Kao og Donald R. Matteson. Cellular Physiology and Neurophysiology, 2. udgave, p. 78. USA: Elsevier-Mosby, 2012, ISBN 978-0-3230-5709-7.(engelsk)

Aktionspotential
aktionspotential, signalmekanisme, mellem, levende, celler, sprog, overvåg, rediger, omdirigeret, aktionspotential, undertiden, skrevet, aktionspotentiale, signalmekanisme, mellem, levende, celler, aktionspotential, stiger, cellens, elektriske, membranpotentia. Aktionspotential En signalmekanisme mellem levende celler Sprog Overvag Rediger Omdirigeret fra Aktionspotentiale Et aktionspotential undertiden skrevet aktionspotentiale 1 er en signalmekanisme mellem levende celler Ved et aktionspotential stiger cellens elektriske membranpotentiale brat for hurtigt at falde igen hvilket efterfolges af en stilstandsperiode Aktionspotentialer forekommer i mange typer dyreceller under et kaldt excitable celler herunder neuroner muskelceller og kirtelceller samt visse planteceller I neuroner spiller aktionspotentialet en central rolle i celle celle kommunikationen I andre typer celler har det til formal at aktivere intracellulaere processer I muskelceller er aktionspotentialet eksempelvis det forste skridt i en kaede af begivenheder der i sidste ende forer til kontraktion sammentraekning I bugspytkirtlens betaceller udloser de frigivelsen af insulin 2 Aktionspotentialer i neuroner kaldes ogsa for nerveimpulser og en serie af aktionspotentialer udlost af et neuron kaldes et impulstog Et neuron der udsender et aktionspotential siges at fyre Nerveimpulsen ad en neuron A Illustration af et ideelt aktionspotential der viser dets faser dvs aendringerne i membranpotentialet i et bestemt punkt pa cellemembranen som funktion af tiden B Malinger af aktionspotentialer er ofte forvraengede i forhold til det ideelle eksempel pa grund af malemetoderne Indholdsfortegnelse 1 Udlosning af aktionspotentialer 2 Depolariseringer 2 1 Ionkanaler 2 2 Metabotrope receptorer 3 Opsummering 4 ReferencerUdlosning af aktionspotentialer RedigerAktionspotentialer udloses af saerlige spaendingsafhaengige ionkanaler i cellenernes plasmamembran 3 Disse kanaler er lukkede nar membranpotentialet er taet pa cellens hvilemembranpotential men begynder straks at abne nar membranpotentialet stiger til en noje defineret taerskelvaerdi Nar kanalerne abner tillader de natriumioner Na at stromme ind i cellen hvilket aendrer den elektrokemiske gradient sa membranpotentialet stiger yderligere Denne depolarisering far flere natriumkanaler til at abne saledes at der breder sig en depolariserende strom i alle retninger Processen fortsaetter indtil samtlige tilgaengelige natriumkanaler star abne hvorved cellen depolariseres maksimalt Den pludselige strom af natriumioner ind i cellen haever membranpotentialet sa meget at det bliver positivt hvorpa natriumkanalerne efter cirka et millisekund langsomt inaktiveres 4 Nar natriumkanalerne er lukkede kan der ikke laengere traenge natriumioner ind i neuronet og de transporteres ud af cellen igen ved aktiv transport Samtidig begynder kaliumkanaler i cellemembranen at abnes hvorved der begynder at stromme kaliumioner K ud af cellen hvilket bringer den elektrokemiske gradient tilbage til hvileniveauet Efter et aktionspotential sker der et forbigaende fald i membranpotentialet til under hvilemembranpotentialet Dette fald kaldes en hyperpolarisering Den periode det tager membranpotentialet at vende tilbage til hvileniveauet kaldes refraktaerperioden Faldet skyldes en fortsat strom af kaliumioner ud af cellen Refraktaerperioden forhindrer den depolariserende strom aktionspotentialet i at vende tilbage hvor den kom fra hvilket betyder at en strom dermed tvinges til at lobe i en retning Dette forhindres desuden af de lukkede natriumkanaler I dyreceller forekommer der hovedsageligt to typer aktionspotentialer Et der udloses af spaendingsafhaengige natriumkanaler og et der udloses af spaendingsafhaengige calciumkanaler Natriumbaserede aktionspotentialer varer typisk under et millisekund hvorimod calciumbaserede aktionspotentialer kan vare i 100 millisekunder eller laengere I nogle typer neuroner udloser langsomme calciumbaserede aktionspotentialer en lang serie natriumbaserede aktionspotentialer I hjertemuskelceller udloser et hurtigt natriumbaseret aktionspotential derimod en indstromning af calciumioner der aktiverer calciumkanaler i den enkelte celles sarkolemma De udefrakommende calciumioner og calciumionerne fra sarkolemma udloser tilsammen kontraktion af hjertemuskelcellen Depolariseringer RedigerIonkanaler Rediger En lokal depolarisering kan ske ved pavirkning af tre ionkanaler ionotrope kanaler Spaendingsafhaengige ionkanaler som fx natriumkanaler i sinus AV knuden hvor kanalerne abnes ved et bestemt membranpotential Ligandstyrede ionkanaler som acetylcholin fra nerveceller til muskelceller der abnes ved binding af en ligand til en receptor Mekanoceptive ionkanaler isaer i glat muskulatur hvor straek kulde varme stress pH og andre fysiologiske pavirkninger kan fore til abning Metabotrope receptorer Rediger Derudover kan en lokal depolarisering opsta ved pavirkning af sakaldte metabotrope receptorer second messenger systemet Dette er et system der hovedsageligt sker ved pavirkning af neurotransmittere og hormoner men ogsa metaboliter som ilt kuldioxid og NO Disse stoffer binder sig ogsa til receptorer Men i stedet for at udove deres virkning direkte som spaendingsafhaengige ionkanaler virker de ved aktivering af sakaldt second messengers Den mest udbredte secondmessenger er cAMP cyklisk AMP dvs adenosinmonofosfat altsa et fosfat i stedet for tre som i ATP Et hormon fx adrenalin eller en neurotransmitter fx dopamin eller serotonin binder sig altsa til receptoren hvilket forer til dannelse af cAMP cAMP aktiverer herefter cAMP dependent protein kinase proteinkinase A Denne kinase udover herefter virkningen ved at fosforylere bestemte proteiner Fx ved fosforylering af ionkanaler Generelt siger man at ionkanaler formidler direkte hurtig og praecis information mens metabotrop pavirkning er mere langsom og modulerende Dvs metabotrop pavirking forst og fremmest pavirker hvor let cellerne har ved at opna et aktionspotential Desuden skal naevnes at mange stoffer bade kan virke pa metabotrope og ionotrope receptorer fx acetylcholin pa nikotinerge ionotrope og muscarinerge metabotrope glutamat nervesystemets vigtigste ekcitatoriske neurotransmitter og GABA nervesystemets vigtigste inhibitoriske neurotransmitter Opsummering RedigerKun en depolarisering der overgar taerskelvaerdien vil igangsaette et aktionspotential Aktionspotentialer vil altid formidle depolariseringer langs hele cellen og har altid den samme effekt man siger at de ikke er gradierede Referencer Rediger Den Danske Ordbog om aktionspotential MacDonald PE Rorsman P februar 2006 Oscillations intercellular coupling and insulin secretion in pancreatic beta cells PLoS Biol 4 2 e49 PMC 1363709 PMID 16464129 doi 10 1371 journal pbio 0040049 engelsk Barnett MW Larkman PM juni 2007 The action potential Pract Neurol 7 3 192 7 PMID 17515599 engelsk Blaustein Mordecai P Joseph P Y Kao og Donald R Matteson Cellular Physiology and Neurophysiology 2 udgave p 78 USA Elsevier Mosby 2012 ISBN 978 0 3230 5709 7 engelsk Hentet fra https da wikipedia org w index php title Aktionspotential amp oldid 10278372, wikipedia, wiki, bog, bøger, bibliotek,

artikel

, læs, download, gratis, gratis download, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, billede, musik, sang, film, bog, spil, spil.