Saraf dan otot: panduan belajar

Gagasan utama

Sel saraf menghantar sinyal sebagai perubahan potensial membran, dan sel otot memendek ketika filamen tipis dan tebal bergeser. Soalnya memadukan kesetimbangan ion, waktu hantaran, dan fase potensial aksi.

• Potensial keseimbangan suatu ion pada 37 °C adalah E = (61,5 mV ÷ z) × log₁₀([luar] ÷ [dalam]). Untuk K⁺ sangat negatif, yang menetapkan potensial istirahat mendekati −70 mV.
• Potensial aksi tercetus jika membran mencapai ambang. Kanal Na⁺ terbuka (depolarisasi), lalu kanal K⁺ (repolarisasi), dan diikuti hiperpolarisasi singkat.
• Kecepatan hantaran adalah jarak ÷ waktu. Mielin dan akson yang lebih lebar menaikkannya. Beberapa EPSP kecil harus dijumlahkan untuk mencapai ambang.
• Otot berkontraksi karena filamen tipis bergeser di atas filamen tebal, yang memendekkan sarkomer sementara filamen mempertahankan panjangnya.

Persamaan penting

• E = (61.5 mV ÷ z) × log₁₀([out] ÷ [in])
• velocity = distance ÷ time
• EPSPs needed = (threshold − rest) ÷ size
• length after = rest length × (1 − fraction shortened)

Contoh soal

Untuk K⁺ dengan 5 mM di luar dan 140 mM di dalam, E = 61,5 × log₁₀(5 ÷ 140) = 61,5 × (−1,45) = −89 mV. Neuron pada −70 mV dengan ambang −55 mV dan EPSP masing-masing 5 mV memerlukan (−55 − (−70)) ÷ 5 = 3 EPSP. Impuls yang menempuh 120 mm dalam 4 ms berkecepatan 30 m/s.

Kesalahan umum

• Menaruh konsentrasi dalam di atas konsentrasi luar dalam persamaan Nernst, yang membalik tanda.
• Mengatakan potensial aksi makin besar dengan rangsangan lebih kuat. Sifatnya semua atau tidak sama sekali; hanya frekuensi yang berubah.
• Mengira filamen memendek saat kontraksi. Filamen bergeser; sarkomerlah yang memendek.

Latihan

Uji dirimu dengan soal latihan tentang topik ini: Saraf dan otot