Apa Itu Potensi Tindakan?

Setiap kali Anda melakukan sesuatu, dari mengambil langkah untuk mengangkat telepon Anda, otak Anda mentransmisikan sinyal listrik ke seluruh tubuh Anda. Sinyal-sinyal ini disebut potensi aksi. Potensi aksi memungkinkan otot Anda untuk berkoordinasi dan bergerak dengan presisi. Mereka ditransmisikan oleh sel-sel di otak yang disebut neuron.

Takeaways Utama: Potensi Tindakan

Potensi tindakan ditransmisikan oleh sel-sel di otak yang disebut neuron. Neuron bertanggung jawab untuk mengoordinasikan dan memproses informasi tentang dunia yang dikirim melalui indra Anda, mengirimkan perintah ke otot-otot di tubuh Anda, dan menyampaikan semua sinyal listrik antara.

Neuron terdiri dari beberapa bagian yang memungkinkannya untuk mentransfer informasi ke seluruh tubuh:

• Dendrit adalah bagian bercabang dari neuron yang menerima informasi dari neuron terdekat.
• Itu tubuh sel dari neuron mengandung nya inti, yang berisi informasi herediter sel dan mengendalikan pertumbuhan dan reproduksi sel.
• Itu akson melakukan sinyal listrik menjauh dari tubuh sel, mentransmisikan informasi ke neuron lain di ujungnya, atau terminal akson.

Anda dapat menganggap neuron seperti komputer, yang menerima input (seperti menekan tombol huruf pada keyboard Anda) melalui dendritnya, lalu memberi Anda keluaran (melihat huruf itu muncul di layar komputer Anda) melalui nya akson. Di antaranya, informasi diproses sehingga input menghasilkan output yang diinginkan.

Potensi aksi, juga disebut "paku" atau "impuls," terjadi ketika potensial listrik melintasi membran seluler dengan cepat naik, kemudian jatuh, sebagai respons terhadap suatu peristiwa. Seluruh proses biasanya memakan waktu beberapa milidetik.

Membran seluler adalah lapisan ganda protein dan lipid yang mengelilingi sel, melindungi selnya konten dari lingkungan luar dan hanya memungkinkan zat tertentu dalam menjaga orang lain di luar.

Potensi listrik, diukur dalam Volts (V), mengukur jumlah energi listrik yang memiliki potensi melakukan kerja. Semua sel mempertahankan potensi listrik melintasi membran selnya.

Potensi listrik melintasi membran seluler, yang diukur dengan membandingkan potensi di dalam sel dengan luar, muncul karena ada perbedaan konsentrasi, atau gradien konsentrasi, dari partikel bermuatan yang disebut ion luar versus di dalam sel. Gradien konsentrasi ini pada gilirannya menyebabkan ketidakseimbangan listrik dan kimia yang mendorong ion untuk meratakan ketidakseimbangan, dengan ketidakseimbangan yang lebih berbeda memberikan motivator yang lebih besar, atau penggerak, untuk mengatasi ketidakseimbangan. Untuk melakukan ini, ion biasanya bergerak dari sisi membran dengan konsentrasi tinggi ke sisi konsentrasi rendah.

Dua ion yang menarik untuk potensi aksi adalah kation kalium (K⁺) dan kation natrium (Na⁺), yang dapat ditemukan di dalam dan di luar sel.

• Ada konsentrasi K yang lebih tinggi⁺ di dalam sel relatif ke luar.
• Ada konsentrasi Na yang lebih tinggi⁺ di bagian luar sel relatif ke bagian dalam, sekitar 10 kali lebih tinggi.

Ketika tidak ada potensi aksi yang sedang berlangsung (mis., Sel "diam"), potensi listrik neuron ada di potensial membran istirahat, yang biasanya diukur sekitar -70 mV. Ini berarti bahwa potensi bagian dalam sel adalah 70 mV lebih rendah daripada bagian luar. Perlu dicatat bahwa ini mengacu pada kesetimbangan ion - ion masih bergerak masuk dan keluar dari sel, tetapi dengan cara yang menjaga potensial membran istirahat pada nilai yang cukup konstan.

Potensi membran istirahat dapat dipertahankan karena membran seluler mengandung protein yang terbentuk saluran ion - lubang yang memungkinkan ion mengalir masuk dan keluar sel - dan natrium / kalium pompa yang dapat memompa ion masuk dan keluar dari sel.

Saluran ion tidak selalu terbuka; beberapa jenis saluran hanya terbuka sebagai respons terhadap kondisi tertentu. Saluran-saluran ini karenanya disebut saluran "gated".

SEBUAH saluran kebocoran membuka dan menutup secara acak dan membantu mempertahankan potensi membran sel. Saluran kebocoran natrium memungkinkan Na⁺ perlahan-lahan pindah ke sel (karena konsentrasi Na⁺ lebih tinggi pada bagian luar dibandingkan bagian dalam), sedangkan saluran kalium memungkinkan K⁺ untuk keluar dari sel (karena konsentrasi K⁺ lebih tinggi di bagian dalam relatif ke luar). Namun, ada lebih banyak saluran kebocoran untuk kalium daripada yang ada untuk natrium, dan karenanya kalium bergerak keluar dari sel pada tingkat yang jauh lebih cepat daripada natrium yang memasuki sel. Dengan demikian, ada muatan lebih positif pada di luar sel, menyebabkan potensial membran istirahat menjadi negatif.

Sodium / kalium pompa mempertahankan potensi membran istirahat dengan memindahkan natrium kembali dari sel atau kalium ke dalam sel. Namun, pompa ini membawa dua K⁺ ion untuk setiap tiga Na⁺ ion dihilangkan, mempertahankan potensi negatif.

Kanal ion dengan pintu bertegangan penting untuk potensi aksi. Sebagian besar saluran ini tetap tertutup ketika membran seluler dekat dengan potensial membrannya yang beristirahat. Namun, ketika potensi sel menjadi lebih positif (kurang negatif), saluran ion ini akan terbuka.

Potensi tindakan adalah a sementara pembalikan potensi membran istirahat, dari negatif ke positif. Potensi aksi "lonjakan" biasanya dipecah menjadi beberapa tahap:

1. Menanggapi sinyal (atau rangsangan) seperti neurotransmitter yang mengikat reseptornya atau menekan tombol dengan jari Anda, beberapa Na⁺ saluran terbuka, memungkinkan Na⁺ mengalir ke sel karena gradien konsentrasi. Potensi membran mendepolarisasi, atau menjadi lebih positif.
2. Setelah potensial membran mencapai a ambang nilai — biasanya sekitar -55 mV — potensi aksi berlanjut. Jika potensi tidak tercapai, potensial aksi tidak terjadi dan sel akan kembali ke potensial membran istirahatnya. Persyaratan untuk mencapai ambang batas inilah mengapa potensi tindakan disebut sebagai semua atau tidak peristiwa.
3. Setelah mencapai nilai ambang batas, tegangan-gated Na⁺ saluran terbuka, dan Na⁺ ion membanjiri sel. Potensi membran berubah dari negatif ke positif karena bagian dalam sel sekarang lebih positif relatif terhadap bagian luar.
4. Saat potensial membran mencapai +30 mV - puncak potensial aksi - tegangan-gated kalium saluran terbuka, dan K⁺ meninggalkan sel karena gradien konsentrasi. Potensi membran repolarisasi, atau bergerak kembali ke arah potensial membran istirahat negatif.
5. Neuron menjadi sementara hiperpolarisasi sebagai K⁺ ion menyebabkan potensi membran menjadi sedikit lebih negatif daripada potensial istirahat.
6. Neuron memasuki a tahan panasTitik, di mana pompa natrium / kalium mengembalikan neuron ke potensial membran istirahatnya.

Potensi aksi bergerak sepanjang akson menuju terminal akson, yang mengirimkan informasi ke neuron lain. Kecepatan perambatan tergantung pada diameter akson — di mana diameter yang lebih luas berarti perambatan yang lebih cepat — dan apakah bagian dari akson tertutup atau tidak. myelin, suatu zat berlemak yang bekerja mirip dengan penutup kabel kawat: melapisi akson dan mencegah arus listrik bocor, memungkinkan aksi potensial terjadi lebih cepat.

• "12.4 Potensi Tindakan." Anatomi dan Fisiologi, Buku Pers, opentextbc.ca/anatomyandphysiology/chapter/12-4-the-action-potential/.
• Charad, Ka Xiong. "Potensi Tindakan." HyperPhysics, hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Biology/actpot.html.
• Egri, Csilla, dan Peter Ruben. "Potensi Tindakan: Generasi dan Propagasi." ELS, John Wiley & Sons, Inc., 16 Apr. 2012, onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470015902.a0000278.pub2.
• "Bagaimana Neuron Berkomunikasi." Lumen - Biologi Tanpa Batas, Lumen Learning, courses.lumenlearning.com/boundless-biology/chapter/how-neurons-communicate/.