Солітонних модель

Відео: Унікальні властивості лінійного струму Що таке солітони

солітонних модель - модель біологічного нейрона, яка намагається пояснити проходження сигналів в ньому. Модель стверджує, що сигнали поширюються по клітинній мембрані у вигляді солітонів. Ця модель кидає виклик загальновідомою моделі Ходжкіна-Хакслі. Модель Ходжкіна-Хакслі стверджує що сигнали в нейронах поширюються в вигляді потенціалів дії.

Історія

Солітонних модель була розроблена в 2005 році Томасом Геймбургом і Анрю Д. Джексоном в інституті Нільса Бора, Університет Копенгагена. Геймбург очолював групу мембранної біофізики інституту. Всі перші публікації соліттоноі моделі вийшли з його групи.



підтвердження

Модель базується на тому, що клітинна мембрана завжди має точку замерзання (температура нижче якої консистенція мембрани змінюється з рідинної на гелеобразную) є лише трохи нижча за температуру тіла. Це дозволяє солітони поширюватися. Упродовж багатьох десятиліть було відомо, що при поширенні потенціалу дії по мембрані нейрона призводить до незначного збільшення температури, наступного за незначним зниженням [Джерело?]. Зниження температури чи не пояснюється моделлю Ходжкіна-Хакслі (протіканні електричного струму через резистор завжди призводить до вивільнення тепла). Рух солитонов відбувається без втрат енергії таким шляхом, тому температурний профіль, що спостерігається при міграції збудження по мембрані збігається з солітонних моделлю. Крім того, було відмічено, що міграція сигналу по нейрону призводить до незначного локального потовщення мембрани. Цей ефект не пояснюється моделлю Ходжкіна-Хакслі, але збігається з солітонних моделлю. Факт того, що спостерігається зміна електричного заряду на мембрані при поширенні потенціалу дії по нейрона. Солітонних модель пояснює це явище так: мігруючий солітон локально змінює щільність і товщину мембрани, оскільки мембрана містить багато заряджених і полярних речовин, то це призводить до виникнення електричних ефектів на кшталт п`єзоелектрики.

критика



Незважаючи на те, що солітонних модель є досить простою і пояснює деякі аспекти потенціалу дії, що не пояснюються моделлю Ходжкіна-Хакслі, важко відкинути величезний масив фактів, що підтверджують теорію поширення потенціалу дії через мембранні канали, проникні для іонів.

застосування

Автори вважають, що їх модель пояснює попередньо приховану побічна дія великого числа анестетиків. Спостереження Мейера-Овертон говорить про те, що сила дії більшість анестетиків пропорційна їх розчинності в ліпідах. Це говорить про те, що анестетики діють не шляхом зв`язування з мембранними білками, такими як іонні канали, а шляхом розчіннення в мембранних ліпідах і зміні властивостей клітинної мембрани. Розчинені в мембрані речовини знижують точку замерзання мембрани, що призводить до більшої різниці між температурою тіла і температурою замерзання мембрани. Це веде до пригнічення поширення солітонів. Збільшуючи тиск, знижуючи pHілі знижуючи температуру, можна привести цю різницю до нормальної. Це дозволить мінімізувати можливі перешкоди для анестетиків: це і було підтверджено експериментальними даними. Тиск, необхідне для скасування дії анестетиків в даній розчинності в ліпідах може бути розрахований з солітонних моделі і узгоджується з експериментальними результатами.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!