Каков механизм, с помощью которого миелинизация уменьшает емкость мембраны аксона?

Мне предложили два механизма.

1) Расслоение шванновской клеточной мембраны с проводящей жидкостью между слоями аналогично нескольким последовательным конденсаторам. Поскольку емкость при последовательном соединении добавляется по обратному правилу (как резисторы при параллельном включении), это уменьшает общую емкость.

2) Миелин увеличивает расстояние между «пластинками» конденсатора. Для конденсаторов с плоскими пластинами С знак равно ϵ А / г где d = расстояние между пластинами. Таким образом, увеличение расстояния уменьшает емкость.

Какое из этих объяснений лучше всего применимо к миелину, или на самом деле это смесь обоих?

Разве два события, связанные с уменьшением емкости, не зависят от одного и того же механизма? вы добавляете конденсаторы последовательно, что означает, что вы увеличиваете действующее расстояние между двумя наиболее клеммными пластинами. Разве это не так?
Добавление большего количества конденсаторов последовательно перемещает клеммные пластины с обеих сторон дальше, но я не был уверен, что это применимо к уравнению, включающему d, потому что добавление еще одного конденсатора означает, что заряд, хранящийся на каждой пластине, также уменьшается.

Ответы (1)

Аналогии с цепями не на 100% применимы к миелину, потому что мембраны обладают сложными электрическими свойствами, но оба эти объяснения работают и фактически взаимозаменяемы: возьмем мембрану с расстоянием d поперек мембраны и емкостью c. Затем мы добавляем немного миелина, чтобы получить новую емкость C на новом расстоянии D.

Если вы увеличите расстояние между пластинами в 4 раза (D = d * 4), C = c/4 (из формулы, которую вы опубликовали как (2)); если вы добавите 3 дополнительные тарелки (теперь у вас всего 4 тарелки), C=1/(1/c + 1/c + 1/c + 1/c)=c/4.

Важно отметить, что миелин также увеличивает сопротивление мембраны, а поскольку миелин обычно очень толстый по сравнению с нормальной мембраной (~10 нм для одного слоя против 500-2500 нм для миелина), вы можете считать миелин почти бесконечно увеличивающим сопротивление (по сравнению с осевое сопротивление цитоплазмы) и емкость к нулю.

Смотрите эту страницу для получения дополнительной информации.

Обратите внимание, что причина, по которой эти объяснения являются взаимозаменяемыми, заключается в том, что фактически нет расстояния между последовательно добавленными пластинами и нет разницы в емкости для каждого отдельного конденсатора/части мембраны (например, см. эту страницу ).