Kas ir membrānas potenciāls atpūtā?

The membrānas potenciāls vai atpūtas potenciāls rodas, ja neirona membrāna netiek izmainīta ar eksitējošiem vai inhibējošiem darbības potenciāliem.

Tas notiek, kad neirons nesūta nekādus signālus, atrodoties miera brīdī. Kad membrāna ir miera stāvoklī, šūnas iekšpusē ir negatīva elektriskā lādiņa attiecībā pret ārpusi.

Atpūtas membrānas potenciāls ir aptuveni -70 mikrovolti. Tas nozīmē, ka neirona interjers ir 70 mV mazāks nekā ārpusē. Turklāt šajā laikā ir vairāk nātrija jonu ārpus neirona un vairāk kālija jonu.

Ko nozīmē membrānas potenciāls??

Lai divi neironi varētu apmainīties ar informāciju, ir nepieciešami rīcības potenciāli. Darbības potenciāls sastāv no virknes izmaiņu aksona membrānā (neirona pagarināšana vai "kabelis")..

Šīs izmaiņas izraisa dažādu ķimikāliju pārvietošanos no iekšpuses uz šķidrumu ap to, ko sauc par ekstracelulāru šķidrumu. Šo vielu apmaiņa rada elektriskās strāvas.

Membrānas potenciāls ir definēts kā elektriskā lādiņa nervu šūnu membrānā. Jo īpaši tas attiecas uz elektriskā potenciāla atšķirību starp neirona iekšpusi un ārpusi.

Membrānas potenciāls mierā nozīmē, ka membrāna ir relatīvi neaktīva, atpūšas. Tajā brīdī jums nav rīcības potenciālu.

Lai to izpētītu, neirozinātnieki ir izmantojuši kalmāru aksonus to lielā izmēra dēļ. Lai dotu jums priekšstatu, šīs radības axon ir simts reizes lielāks nekā lielākais zīdītāja axons.

Pētnieki novieto milzu axonu konteinerā ar jūras ūdeni, tāpēc tas var izdzīvot pāris dienas.

Lai izmērītu elektrisko lādiņu, ko rada aksons un tā īpašības, tiek izmantoti divi elektrodi. Viens no tiem var nodrošināt elektriskās strāvas, bet otrs kalpo, lai ierakstītu axona ziņojumu. Ļoti plāns elektroda tips tiek izmantots, lai izvairītos no bojājumiem axon, ko sauc par mikroelektrodu.

Ja viens elektrods tiek ievietots jūras ūdenī un cits ievietots aksonā, novēro, ka pēdējam ir negatīvs lādiņš attiecībā pret ārējo šķidrumu. Šajā gadījumā elektriskās slodzes atšķirība ir 70 mV.

Šo atšķirību sauc par membrānas potenciālu. Tieši tāpēc tas saka, ka kalmāra axona nomierinošais membrānas potenciāls ir -70 mV.

Kā membrānas potenciāls notiek mierā?

Neironi apmainās ar ziņojumiem, izmantojot elektroķīmiju. Tas nozīmē, ka neironu iekšienē un ārpusē ir dažādas ķīmiskās vielas, kas, ja to ienākšana nervu šūnās palielinās vai samazinās, rada atšķirīgus elektriskos signālus..

Tas notiek tāpēc, ka šīm ķīmiskajām vielām ir elektriskā lādiņa, tāpēc tās tiek sauktas par "joniem"..

Mūsu nervu sistēmas galvenie joni ir nātrija, kālija, kalcija un hlora. Pirmie divi satur pozitīvu lādiņu, kalcijam ir divi pozitīvi lādiņi un hlora, negatīvs. Tomēr mūsu nervu sistēmā ir arī daži proteīni, kas ir negatīvi uzlādēti.

No otras puses, ir svarīgi zināt, ka neironus ierobežo membrāna. Tas ļauj dažiem joniem sasniegt šūnas iekšpusi un bloķēt citu kustību. Tāpēc tā ir daļēji caurlaidīga membrāna.

Lai gan dažādu jonu koncentrācija cenšas līdzsvarot abas membrānas puses, tā ļauj dažiem no tiem iet caur tās jonu kanāliem..

Ja atpūsties membrānas potenciāls, kālija joni var viegli šķērsot membrānu. Tomēr šajā laikā nātrija un hlora joniem ir grūtāk iziet. Tajā pašā laikā membrāna novērš negatīvi lādētu proteīnu molekulu atstāšanu no neirona iekšpuses.

Turklāt tiek uzsākts arī nātrija-kālija sūknis. Tā ir struktūra, kas pārceļ trīs nātrija jonus ārpus neirona katram diviem kālija joniem, kas tajā nonāk. Tādējādi atpūtas membrānas potenciālā tiek novērots vairāk nātrija jonu ārpusē un vairāk kālija šūnā.

Membrānas potenciāla maiņa atpūtā

Tomēr, lai ziņojumus nosūtītu starp neironiem, ir jāmaina membrānas potenciāls. Tas nozīmē, ka ir jāmaina atpūtas potenciāls.

Tas var notikt divos veidos, izmantojot depolarizāciju vai hiperpolarizāciju. Tālāk mēs redzēsim, ko katrs no tiem nozīmē:

Depolarizācija

Pieņemsim, ka iepriekšējā gadījumā pētnieki axonā ievieto elektrisko stimulatoru, kas maina membrānas potenciālu noteiktā vietā.

Tā kā axon iekšpusē ir negatīva elektriskā lādiņa, ja šajā vietā tiek uzlikts pozitīvs lādiņš, rastos depolarizācija. Tādējādi tiktu samazināta atšķirība starp elektrisko lādiņu no ārpuses un axona iekšpuses, kas nozīmē, ka membrānas potenciāls samazinās.

Depolarizācijā membrānas potenciāls iet uz atpūtu, lai samazinātu līdz nullei.

Hiperpolarizācija

Lai gan hiperpolarizācijā šūnas membrānas potenciāls palielinās.

Ja tiek doti vairāki depolarizācijas stimuli, katrs no tiem nedaudz mainās membrānas potenciālu. Kad tas sasniedz noteiktu punktu, to var pēkšņi mainīt. Tas nozīmē, ka axona iekšpuse sasniedz pozitīvu elektrisko lādiņu un ārpuse kļūst negatīva.

Šajā gadījumā tiek pārsniegts membrānas potenciāls, kas nozīmē, ka membrāna ir hiperpolarizēta (vairāk polarizēta nekā parasti)..

Viss process var ilgt aptuveni 2 milisekundes, un pēc tam membrānas potenciāls atgriežas normālā vērtībā.

Šī ātrās membrānas potenciāla inversijas parādība ir pazīstama kā darbības potenciāls, un tā ietver ziņu pārraidi caur aksonu uz termināļa pogu. Sprieguma vērtību, kas rada darbības potenciālu, sauc par "ierosmes slieksni".

Atsauces

1. Carlson, N.R. (2006). Uzvedības fizioloģija 8. Ed. Madride: Pearson.
2. Chudler, E. (s.f.). Gaismas, kamera, darbības potenciāls. Saturs iegūts 2017. gada 25. aprīlī no Vašingtonas fakultātes: faculty.washington.edu/,
3. Atpūtas potenciāls. (s.f.). Saturs iegūts 2017. gada 25. aprīlī no Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Membrānas potenciāls. (s.f.). Saturs iegūts 2017. gada 25. aprīlī no Khan Academy: khanacademy.org.