Question:
Comment conceptualiser le potentiel d'action?
eepperly16
2015-05-07 21:54:13 UTC
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Dans mon cours de biologie AP, on nous a appris que les potentiels d'action ne sont pas des impulsions électriques de la même manière que le courant traverse un fil. Au contraire, on nous a appris que les potentiels d'action modifient les gradients de concentration des ions sodium et potassium.

Cependant, lorsque j'ai examiné la modélisation des potentiels d'action, j'ai vu des capacités, des inductances et des courants - des propriétés associées aux circuits électriques.

Ma question: les potentiels d'action - sont-ils des courants électriques au sens classique du terme? Si tel est le cas, quelle est la charge qui coule (est-ce que les ions sodium et potassium?), Et comment la neutralité de charge globale du corps est-elle maintenue?

Un gradient de concentration changeant de Na + et K + signifie que ces ions circulent et qu'il y a donc un flux de charge, qui est la définition du courant électrique. Cependant, contrairement à un fil, ce courant se déplace largement perpendiculairement à la direction de l'impulsion.
@canadianer bon point sur la direction et les courants du signal. Mais le signal - dépolarisation membranaire - va le long de l'axone / peu importe
AiliynolszCMT Quoi?
Le courant @canadianer circule normalement à la surface de la membrane, mais le signal se déplace en parallèle. qui est due à la nature des canaux ioniques (par exemple, phase inactive des canaux Na)
@aaaaaa Oui, je l'ai dit.
Deux réponses:
aaaaa says reinstate Monica
2015-05-07 22:27:49 UTC
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Tout d'abord, le courant électrique est défini comme un mouvement de charges, $ I = \ frac {dQ} {dt} $. Dans l'électronique que vous voyez autour, cette définition n'est pas très utile, car les électrons se déplacent beaucoup plus lentement que les signaux, ce qui change le champ électrique . La vitesse de propagation du champ électrique atteint la vitesse de la lumière, alors que les électrons se déplacent à 1% -30% ou $ c $.

En biologie, en particulier en ce qui concerne le potentiel d'action, seul mouvement des charges est important, pas la propagation du champ électrique, probablement parce que la conductance est beaucoup plus petite que dans les fils de cuivre. ce signal ne se propage pas par interaction entre charges, mais via agent / amplificateur intermédiaire - canaux ioniques.

La charge dans le corps est plus ou moins constante, car les potentiels d'action sont cycliques: après la dépolarisation, la membrane revient à - 70mV ou quelque chose comme ça. Il n'y a pas de flux de charge hors du corps.

AliceD
2015-05-08 10:32:42 UTC
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Réponse courte
Les potentiels d'action sont médiés par des courants électriques et peuvent être modélisés par des circuits électroniques.

Contexte
Un électrique courant est le flux de charge . Par conséquent, les potentiels d'action sont médiés par le flux de courant. Cependant, les potentiels d'action sont médiés par le flux d'ions à travers la membrane (Fig.1), alors que le flux de courant dans les circuits électriques est généralement médié par le flux d'électrons (Fig.2).

AP
Fig. 1. Propagation du potentiel d'action. Source: Chen, Carnegie Mellon.

Le potentiel d'action se propage dans la direction de la dendrite. Cependant, le flux de courant sous-jacent est perpendiculaire à la membrane axonale et est médiatisé par des canaux ioniques. Ces canaux ioniques sont activés par la détection du champ électrique . Par exemple, les canaux Na + commandés par tension sont activés par un petit potentiel de dépolarisation, tandis que les canaux potassiques voltage-dépendants s'ouvrent pendant la phase ultérieure du potentiel d'action par une grande dépolarisation.

Quelles que soient les différences, un axone peut être bien modélisé par un circuit parallèle résistance-condensateur alimenté par le potentiel de membrane. Les propriétés électrochimiques de la membrane cellulaire la rendent équivalente à un circuit avec un ensemble de résistances (qui dépendent de la tension), des batteries (dont la tension dépend des différences de concentration ionique) et un condensateur tous connectés en parallèle (voir Fig.2) .

model
Fig. 2. Représentation de circuit électronique de l'axone. Source: Université de Yale .

Quant à votre question sur le solde des frais; la neutralité est maintenue, car les flux Na + et K + vont dans des directions opposées et neutralisent le flux net de charge.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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