Sind Ionenkanäle/Widerstände in Ralls Modell spannungsunabhängig oder nicht?

In der Beschreibung des elektrischen Schaltkreises, der ein Stück Membran modelliert

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in Ralls Scholarpedia-Artikel über Ralls Modell lese ich:

"[...] dieser Leitwert [ G e ] ist unter Ruhebedingungen Null, wird aber durch einen exzitatorischen synaptischen Input eingeschaltet. [...] dieser Leitwert ist [ G ich ] Null unter Ruhebedingungen, wird aber durch hemmenden synaptischen Input eingeschaltet."

Heißt das, Rall geht von spannungsabhängigen Ionenkanälen aus? Oder warum betont er, dass die Leitwerte ein- und ausgeschaltet werden können (oder sogar müssen)?

Aus elektrischer Sicht würde ich vermuten, dass die drei Widerstandsbatteriepaare durch ein solches Paar ersetzt werden können, das nicht spannungsabhängig wäre, und vielleicht wird sogar die Batterie nicht benötigt, wie in der Kabeltheorie :

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Oder würde Ralls Modell dann nicht mehr funktionieren? Das wird mir nicht klar und wäre vom Autor nicht betont worden. (Später in seinem Artikel erwähnt Rall nicht G R , G e , G ich mehr, sondern spricht nur über Membranwiderstand R M .)

Ist Ihnen klar, dass der Schalter für das Ein- oder Ausschalten dieser Leitfähigkeiten die synaptische Übertragung ist? Kanäle an der Synapse leiten Ionen nur, wenn ein Neurotransmitter an sie bindet. G e Und G ich durch ein einzelnes Element ersetzt werden könnten, außer wir wissen, dass erregende und hemmende Synapsen existieren und zu unterschiedlichen Zeiten und an unterschiedlichen Orten der Zelle aktiv sein können. Sie brauchen sie also dort, wenn Sie versuchen, weitere Attribute in komplizierteren Modellen (Timing, Lokalisierung) zu beschreiben. G R Ich denke, es kann nicht mit den anderen Leitwerten verschmolzen werden, da es immer eingeschaltet ist.
Ja, das ist mir klar, aber ich wollte nicht an die anfängliche Entstehung der Potentiale denken, sondern nur an die Reise und Ausbreitung (getrieben und gesteuert durch Membrankapazität und Widerstand). Die Leitwerte werden dann nicht durch Neurotransmitter ein- und ausgeschaltet, sondern durch die Wanderpotentiale selbst. Das heißt: Ich interessiere mich nur für spannungsgesteuerte, nicht aber für ligandengesteuerte Ionenkanäle. (Die Anfangspotentiale zum Zeitpunkt t = 0 können einfach "gegeben" werden.)
Dann ist Ralls Modell für Ihre Zwecke nicht geeignet. Einmal G e Und G ich eingeschaltet sind, gibt es keine zusätzliche Spannungsmodulation - die synaptische Übertragung ist ihr einziger Zweck. Er ist ein „passives“ Modell, wie wir es nennen, und Sie scheinen an „aktiven“ Modellen interessiert zu sein.
@vkehayas: In dieser Frage interessierte ich mich tatsächlich für passiven Transport. Dank Ihrer Erklärungen verstehe ich jetzt: dass Reisen und Verbreitung von EPSPs - einmal initiiert - ausschließlich von kontrolliert werden C M , G R , Und E R - die anderen Leitwerte sind gerade aus. Und sie sind keine spannungs-, sondern ligandengesteuerte Kanäle, werden also nicht durch vorbeiziehende Potentiale beeinflusst, richtig?
Meist richtig. Die passive Diffusion wird durch die Kabelgleichung beschrieben
1 R l ∂ 2 v ∂ X 2 = C M ∂ v ∂ T + v R M
Es wird angenommen, dass jedes Fach wie das von Ihnen gezeigte mit seinen Nachbarn verbunden ist R l .

Antworten (1)

Wenn Sie an passiver Diffusion interessiert sind und nicht nur an der Membranpotentialerzeugung in einem dendritischen Kompartiment, dann müssen Sie sich die Kabelgleichung ansehen:

1 R l ∂ 2 v ∂ X 2 = C M ∂ v ∂ T + v R M

Hier ist jedes Fach mit Widerständen in Reihe geschaltet R l .

Wir definieren die Längenkonstante als

λ = R M R l

und die Zeitkonstante als

τ = R M C M

Dann kann die Gleichung umgeschrieben werden als:

λ 2 ∂ 2 v ∂ X 2 = τ ∂ v ∂ T + v

Der Grund G e , G ich nicht erwähnt werden, wenn es um die Diffusion entlang des Dendriten geht, ist, dass sie nur an der Spannungserzeugung beteiligt sind v im Abteil.

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Schlussbemerkung: die dafür verantwortlichen Ionenkanäle G R , bzw. R M sind die Leckkanäle, richtig?
Nicht ganz. Der Durchmesser des Prozesses kommt ins Spiel: en.wikipedia.org/wiki/Cable_theory#Deriving_the_cable_equation
OK, G R , bzw. R M hängen aber ausschließlich von physikalischen Eigenschaften der Leckkanäle ab R M = R M / 2 π A kommt auch auf den durchmesser an A . Jetzt habe ich das Bild!
Wäre es nicht eine natürliche Verfeinerung von Ralls Modell, die spannungsgesteuerten (dendritische Spitzen erzeugenden) Ionenkanäle während des (ansonsten passiven) Transports zu berücksichtigen, anstatt sie einfach zu vernachlässigen oder auszuschalten (wie die Liganden-gesteuerten Kanäle) . beschrieben von G e Und G ich )?
Als Ralls Modell zum ersten Mal formuliert wurde, war einfach nicht bekannt, dass sie existieren und/oder in dendritische Prozesse verwickelt sind. Für den Rest möchten Sie vielleicht eine neue Frage stellen.
Sind Ionenkanäle/Widerstände in Ralls Modell spannungsunabhängig oder nicht?
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