枪乌贼轴突快速放电中的代谢效率
神经元与认知
2012-11-29 v1 动力系统
生物物理
摘要
从根本上说，枪乌贼轴突中的动作电位是去极化上升相期间钠离子内流的结果，而复极化下降相期间钾离子外流介导了超极化。完美的代谢效率（即动作电位期间电压变化所需电荷最小）会将钠离子内流限制在上升相，将钾离子外流限制在下降相。然而，由于钠通道在下降相仍保持相当程度的开放，观察到了一定的内向和外向电流重叠。在本工作中，我们在 Hodgkin-Huxley 模型中研究了离子重叠对每个动作电位所需的三磷酸腺苷 (ATP) 分子数量和能量成本随温度变化的影响。基于一种最近提出的不依赖于离子计数的神经元动作电位生成能量成本计算方法，我们表明，由较高温度诱导的增加的放电频率意味着更有效地利用钠离子内流，从而降低了动作电位后恢复浓度梯度所需的代谢能量成本。此外，我们还确定了水解效率呈现明显最小值时的钠电导值。
引用
@article{arxiv.1211.6662,
title = {Metabolic efficiency with fast spiking in the squid axon},
author = {Abdelmalik Moujahid and Alicia D'Anjou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.6662},
year = {2012}
}