Axón gigante del calamar

La fibra nerviosa de gran tamaño que controla parte del sistema de propulsión por chorro de agua del calamar.

El axón gigante del calamar es el axón muy grande (hasta 1,5 mm de diámetro; típicamente alrededor de 0,5 mm) que controla parte del sistema de propulsión a chorro de agua en el calamar . Fue descrito por primera vez por LW Williams ^[1] en 1909, ^[2] pero este descubrimiento fue olvidado hasta que el zoólogo y neurofisiólogo inglés JZ Young demostró la función del axón en la década de 1930 mientras trabajaba en la Stazione Zoologica en Nápoles , la Asociación de Biología Marina en Plymouth y el Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole . ^[3]^[4] Los calamares usan este sistema principalmente para hacer movimientos breves pero muy rápidos a través del agua.

En la parte inferior del cuerpo del calamar, entre la cabeza y el manto, hay un sifón a través del cual el agua puede ser expulsada rápidamente por las contracciones rápidas de los músculos de la pared corporal del animal. Esta contracción es iniciada por potenciales de acción en el axón gigante. Los potenciales de acción viajan más rápido en un axón con un diámetro grande que en uno más pequeño, ^[5] y los calamares han desarrollado el axón gigante para mejorar la velocidad de su respuesta de escape . El aumento del radio del axón del calamar disminuye la resistencia interna del axón, ya que la resistencia es inversamente proporcional al área de la sección transversal del objeto. Esto aumenta la constante espacial ( ), lo que conduce a una despolarización local más rápida y una conducción más rápida del potencial de acción ( ). ^[6] $\lambda ={\sqrt {(r\times \rho _{m})/(2\times \rho _{i})}}$ $E=E_{o}e^{-x/\lambda}$

En su trabajo ganador del Premio Nobel que descubrió el mecanismo iónico de los potenciales de acción, Alan Hodgkin y Andrew Huxley realizaron experimentos en el axón gigante del calamar, utilizando el calamar costero de aleta larga como organismo modelo . ^[7] El premio fue compartido con John Eccles . El gran diámetro del axón proporcionó una gran ventaja experimental para Hodgkin y Huxley, ya que les permitió insertar electrodos de pinza de voltaje dentro del lumen del axón.

Si bien el axón del calamar tiene un diámetro muy grande, no está mielinizado , lo que disminuye sustancialmente la velocidad de conducción. La velocidad de conducción de un axón de calamar típico de 0,5 mm es de aproximadamente 25 m/s. Durante un potencial de acción típico en el axón gigante de la sepia Sepia , una entrada de 3,7 pmol/cm2 ⁽ picomoles por centímetro2 ⁾ de sodio se compensa con una salida posterior de 4,3 pmol/cm2 ^de potasio. ^[8]

Véase también

Referencias

^ Kingsley, JS (1913). "Obituario. Leonard Worcester Williams". The Anatomical Record . 7 : 33–38. doi :10.1002/ar.1090070202.
^ Williams, Leonard Worcester (1909). Anatomía del calamar común: Loligo pealii, Lesueur. Leiden, Holanda: Biblioteca e imprenta del difunto EJ Brill. pág. 74. OCLC 697639284 – vía Internet Archive.
^ Young, JZ (abril de 1938). "El funcionamiento de las fibras nerviosas gigantes del calamar". Journal of Experimental Biology . 15 (2): 170–185. doi : 10.1242/jeb.15.2.170 – vía The Company of Biologists Ltd.
^ Young, JZ (junio de 1985). "Cefalópodos y neurociencia". Boletín biológico . 168 (3S): 153–158. doi :10.2307/1541328. JSTOR 1541328.
^ Purves, Dale; Augustine, George J.; Fitzpatrick, David; Katz, Lawrence C.; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James O.; Williams, S. Mark (2001). "Aumento de la velocidad de conducción como resultado de la mielinización". Neurociencia. 2.ª edición. Sunderland, MA.{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )
^ Holmes, William (2014). "Ecuación del cable". En Jaeger, Dieter; Jung, Ranu (eds.). Enciclopedia de neurociencia computacional. Nueva York, NY: Springer. doi :10.1007/978-1-4614-7320-6. ISBN 978-1-4614-7320-6. S2CID 29482994 . Consultado el 30 de agosto de 2020 .
^ Hodgkin AL, Huxley AF (agosto de 1952). "Una descripción cuantitativa de la corriente de membrana y su aplicación a la conducción y excitación en el nervio". The Journal of Physiology . 117 (4): 500–44. doi :10.1113/jphysiol.1952.sp004764. PMC 1392413 . PMID 12991237.
^ Plonsey, Robert; Barr, Roger C. (2007). Bioelectricidad: un enfoque cuantitativo (3.ª ed.). Nueva York, NY: Springer. pág. 109. ISBN 978-0-387-48864-6.

[1] Kingsley, JS (1913). "Obituario. Leonard Worcester Williams". The Anatomical Record . 7 : 33–38. doi :10.1002/ar.1090070202.

[2] Williams, Leonard Worcester (1909). Anatomía del calamar común: Loligo pealii, Lesueur. Leiden, Holanda: Biblioteca e imprenta del difunto EJ Brill. pág. 74. OCLC 697639284 – vía Internet Archive.

[3] Young, JZ (abril de 1938). "El funcionamiento de las fibras nerviosas gigantes del calamar". Journal of Experimental Biology . 15 (2): 170–185. doi : 10.1242/jeb.15.2.170 – vía The Company of Biologists Ltd.

[4] Young, JZ (junio de 1985). "Cefalópodos y neurociencia". Boletín biológico . 168 (3S): 153–158. doi :10.2307/1541328. JSTOR 1541328.

[neuro-5] Purves, Dale; Augustine, George J.; Fitzpatrick, David; Katz, Lawrence C.; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James O.; Williams, S. Mark (2001). "Aumento de la velocidad de conducción como resultado de la mielinización". Neurociencia. 2.ª edición. Sunderland, MA.{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )

[6] Holmes, William (2014). "Ecuación del cable". En Jaeger, Dieter; Jung, Ranu (eds.). Enciclopedia de neurociencia computacional. Nueva York, NY: Springer. doi :10.1007/978-1-4614-7320-6. ISBN 978-1-4614-7320-6. S2CID 29482994 . Consultado el 30 de agosto de 2020 .

[HH-7] Hodgkin AL, Huxley AF (agosto de 1952). "Una descripción cuantitativa de la corriente de membrana y su aplicación a la conducción y excitación en el nervio". The Journal of Physiology . 117 (4): 500–44. doi :10.1113/jphysiol.1952.sp004764. PMC 1392413 . PMID 12991237.

[8] Plonsey, Robert; Barr, Roger C. (2007). Bioelectricidad: un enfoque cuantitativo (3.ª ed.). Nueva York, NY: Springer. pág. 109. ISBN 978-0-387-48864-6.