单神经元在不同 ATP 水平下的缓慢后去极化的热力学模型
神经元与认知
2024-12-03 v1
摘要
神经元通过 ATP 水解消耗能量以维持细胞内远离平衡的稳态，因此细胞内的所有生理功能都受热力学调制。能够以高能耗进行信息编码、传递与处理的神经元显示一种称为政策期后去极化 (sAHP) 的现象，其特性受能量条件的影响。本文构建了一个热力学模型，以定量描述由 ATP酶 (NKA) 和钙-激活钾 (K(Ca)) 通道产生的 sAHP 过程。该模型模拟了 sAHP �幅受细胞内 ATP 浓度和 ATP 水解自由能 G 的影响。结果表明，NKA 与 K(Ca) 在 sAHP 能量依赖性方面存在一种权衡，也预测在 ATP 供给不足时，若 NKA 和 K(Ca) 的表达量比例发生变化，sAHP 的行为也会发生改变。该研究为理解神经元稳态的维持并支持关于代谢相关性和神经退行性疾病的进一步研究提供了启发。
引用
@article{arxiv.2412.01707,
title = {The Thermodynamic Model to Study the Slow Afterhyperpolarization in a Single Neuron at Different ATP Levels},
author = {Jianwei Li and Simeng Yu and Mingye Guo and Xuewen Shen and Qi Ouyang and Fangting Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.01707},
year = {2024}
}