Warum erhöht eine Erhöhung der Raumkonstante die Leitungsgeschwindigkeit in myelinisierten Neuronen, wenn die Ranvier-Knoten konstant beabstandet sind?

Wenn die Depolarisation an einem Knoten von Ranvier durch passive Leitung ein Aktionspotential am nächsten Knoten von Ranvier auslöst, warum erhöht eine Erhöhung der Raumkonstante dann die Leitungsgeschwindigkeit? Sicherlich sind die Orte jedes Aktionspotentials durch die Orte der Knoten von Ranvier vorbestimmt? Ist es einfach die Rate der passiven Leitung, die sich ändert?

Antworten (1)

Ich denke, die einfachste Antwort auf Ihre Frage ist, dass Sie zu Recht denken, dass sich der passive Fluss ändert, aber der Grund dafür ist wichtig zu verstehen.

Ich würde empfehlen, sich die neurowissenschaftlichen Online-Ressourcen von UT Health anzusehen , wo sie die Aktionspotentialausbreitung auf verständliche Weise aufschlüsseln. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass die Raumkonstante durch eine Reihe unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften des Neurons/Axons bestimmt wird. Sie finden diese Eigenschaften unter dem von mir bereitgestellten Link, aber die drei Parameter, die die Längenkonstante definieren, sind der Durchmesser des Axons ( d ), der Membranwiderstand ( Rm ) und der axiale Widerstand ( Ra ).

Beginnend mit Rm (weil Sie in der Frage auf Myelin anspielen), wird dies dramatisch von der Myelinisierung beeinflusst. Ein Internodium (der myelinisierte Teil eines Axons zwischen Ranvier-Knoten) hat einen übermäßig hohen Rm , was nur bedeutet, dass Strom nicht ohne weiteres durch die Membran fließt, sodass Strom nicht "austritt", während er passiv nach unten fließt Axon hier. Daher würde eine Erhöhung von Rm durch Verlängerung der Internodien dazu beitragen, die Distanz zu erhöhen, über die Strom passiv im Axon fließen kann (was die Raumkonstante erhöht). Eine Verkürzung der Internodien hätte den gegenteiligen Effekt. Sie scheinen jedoch zu fragen: "Alle Dinge, bei denen Myelin gleich bleibt, warum würde eine höhere Raumkonstante die Leitungsgeschwindigkeit erhöhen?" Das'd und Ra kommen herein. Ich erkläre diese unten:

Die Werte von d und Ra sind etwas miteinander verbunden. Grundsätzlich ermöglicht ein hoher Wert von d , dass passiver Strom leichter entlang des Axons fließt, was bedeutet, dass es einen niedrigen Wert von Ra hat. Wenn Sie also im Zusammenhang mit Ihrer Frage ein Axon hatten und den Axondurchmesser theoretisch verdoppelten (also von d auf 2 d ), wird Ra halbiert (also von Ra auf Ra /2) und die passive Leitung kann sich beschleunigen. Dies würde die Raumkonstante durch seine Wirkung auf die passive Leitung erhöhen. Das Gegenteil ist der Fall, wenn Sie den Axondurchmesser verkleinern. Es ist jedoch wichtig zu erkennen, dass Rakann auch durch andere Faktoren wie den Inhalt des Zytoplasmas im Axon beeinflusst werden. Deshalb werden beide zur Berechnung der Raumkonstante verwendet, obwohl sie sich aufeinander beziehen.