Kaj je membranski potencial v mirovanju?

The membranski potencial v mirovanju ali potencial za počitek se pojavi, ko membrana nevrona ni spremenjena zaradi ekscitatornih ali inhibitornih akcijskih potencialov.

To se zgodi, ko nevron ne pošilja nobenega signala, ker je v trenutku počitka. Ko je membrana v mirovanju, ima notranjost celice negativen električni naboj glede na zunanjost.

Potencialna membrana mirovanja je približno -70 mikrovoltov. To pomeni, da je notranjost nevrona 70 mV manjša od zunanje. Poleg tega v tem času obstaja več natrijevih ionov zunaj nevrona in več kalijevih ionov v njegovi notranjosti.

Kaj pomeni membranski potencial??

Za izmenjavo informacij med dvema nevronima je potrebno podati akcijske potenciale. Akcijski potencial je sestavljen iz niza sprememb v membrani aksona (podaljšanje ali "kabel" nevrona)..

Te spremembe povzročajo, da se različne kemikalije premikajo od notranjosti aksona do tekočine okoli njega, imenovane zunajcelične tekočine. Izmenjava teh snovi povzroča električne tokove.

Membranski potencial je definiran kot električni naboj na membrani živčnih celic. Zlasti se nanaša na razliko v električnem potencialu med notranjostjo in zunanjostjo nevrona.

Potencial membranskega potenciala pomeni, da je membrana relativno neaktivna, počiva. V tem trenutku ni akcijskih potencialov, ki bi vplivali na vas.

Za preučevanje tega so nevroznanstveniki uporabljali aksone lignjev zaradi njihove velike velikosti. Da bi vam dali idejo, je akson tega bitja stokrat večji od največjega aksona sesalca.

Raziskovalci postavijo ogromno akson v posodo z morsko vodo, tako da lahko preživi nekaj dni.

Za merjenje električnih nabojev, ki jih povzroča akson in njegove značilnosti, se uporabljata dve elektrodi. Eden od njih lahko zagotovi električni tok, drugi pa za zapis sporočila aksona. Za izogibanje poškodbam aksona, ki se imenuje mikroelektroda, se uporablja zelo tanek tip elektrode.

Če je ena elektroda nameščena v morsko vodo, druga pa v akson, se ugotovi, da ima slednja negativen naboj glede na zunanjo tekočino. V tem primeru je razlika v električni obremenitvi 70 mV.

Ta razlika se imenuje membranski potencial. Zato pravi, da je potencial mirujoče membrane lignjevega aksona -70 mV.

Kako se membranski potencial pojavi v mirovanju?

Nevroni izmenjujejo sporočila preko elektrokemije. To pomeni, da znotraj in zunaj nevronov obstajajo različne kemične snovi, ki ob povečanju ali zmanjšanju vstopa v živčne celice povzročajo različne električne signale..

To se zgodi zato, ker imajo te kemikalije električni naboj, zato so znane kot "ioni"..

Glavni ioni našega živčnega sistema so natrij, kalij, kalcij in klor. Prvi dve vsebujejo pozitivni naboj, kalcij ima dva pozitivna naboja in klor, negativen. Vendar pa obstajajo tudi nekateri proteini v našem živčnem sistemu, ki so negativno nabiti.

Po drugi strani pa je pomembno vedeti, da so nevroni omejeni z membrano. To omogoča določenim ionom, da dosežejo notranjost celice in blokirajo prehod drugih. Zato je rečeno, da je polprepustna membrana.

Čeprav poskušajo koncentracije različnih ionov uravnotežiti na obeh straneh membrane, dovoljuje le, da nekatere od njih preidejo skozi njene ionske kanale..

Ko je membranski potencial v mirovanju, kalijevi ioni lahko prehajajo skozi membrano. Vendar pa imata v tem času ionov natrija in klora težje preiti. Hkrati membrana preprečuje, da bi negativno nabite proteinske molekule zapustile notranjost nevrona.

Poleg tega se zažene tudi natrijeva črpalka. To je struktura, ki premakne tri natrijeve ione zunaj nevrona za vsaka dva kalijeva iona, ki vstopata v njo. Tako je v potencialu membrane mirovanja opaznih več natrijevih ionov zunaj in več kalija v celici.

Sprememba potenciala membrane v mirovanju

Vendar pa se morajo sporočila, ki se pošiljajo med nevroni, pojaviti spremembe v membranskem potencialu. To pomeni, da je treba potencial počitka spremeniti.

To se lahko zgodi na dva načina z depolarizacijo ali hiperpolarizacijo. Nato bomo videli, kaj vsak od njih pomeni:

Depolarizacija

Recimo, da so v prejšnjem primeru raziskovalci v akson postavili električni stimulator, ki na določenem mestu spreminja potencial membrane.

Ker ima notranjost aksona negativen električni naboj, če se v tem mestu uporabi pozitivni naboj, pride do depolarizacije. Tako bi se razlika med električnim nabojem od zunaj in notranjostjo aksona zmanjšala, kar pomeni, da bi se membranski potencial zmanjšal..

Pri depolarizaciji se membranski potencial ustavi, da se zmanjša proti ničli.

Hiperpolarizacija

Medtem ko v hiperpolarizaciji obstaja povečanje membranskega potenciala celice.

Ko je podanih več depolarizacijskih dražljajev, vsaka od njih malo bolj spremeni membranski potencial. Ko doseže določeno točko, se lahko nenadoma obrne. To pomeni, da notranjost aksona doseže pozitiven električni naboj in zunaj postane negativna.

V tem primeru je membranski potencial v mirovanju presežen, kar pomeni, da je membrana hiperpolarizirana (bolj polarizirana kot običajno)..

Celoten proces lahko traja približno 2 milisekund, potem pa se potencial membrane vrne na normalno vrednost.

Ta pojav hitre inverzije membranskega potenciala je znan kot akcijski potencial in vključuje prenos sporočil skozi akson na terminalski gumb. Vrednost napetosti, ki povzroči akcijski potencial, se imenuje "prag vzbujanja".

Reference

1. Carlson, N.R. (2006). Fiziologija vedenja 8. Ed Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (s.f.). Luči, kamera, akcijski potencial. Pridobljeno 25. aprila 2017, s strani Fakultete za Washington: faculty.washington.edu/,
3. Potencial za počitek. (s.f.). Pridobljeno 25. aprila 2017, iz Wikipedije: en.wikipedia.org.
4. Membranski potencial. (s.f.). Pridobljeno 25. aprila 2017, iz Khan Academy: khanacademy.org.