Što je membranski potencijal u mirovanju?



membranski potencijal u mirovanju ili potencijal mirovanja nastaje kada membrana neurona nije izmijenjena ekscitatornim ili inhibitornim akcijskim potencijalima.

To se događa kada neuron ne šalje nikakav signal, jer je u trenutku odmora. Kada je membrana u mirovanju, unutrašnjost ćelije ima negativni električni naboj u odnosu na vanjsku.

Potencijal membrane u mirovanju je približno -70 mikrovolta. To znači da je unutrašnjost neurona 70 mV manja od vanjske. Osim toga, u ovom trenutku ima više natrijevih iona izvan neurona i više kalijevih iona u unutrašnjosti.

Što znači membranski potencijal??

Da bi dva neurona mogla razmjenjivati ​​informacije, potrebno je dati akcijske potencijale. Akcijski potencijal sastoji se od niza promjena u membrani aksona (produljenje ili "kabel" neurona)..

Ove promjene uzrokuju kretanje raznih kemikalija iz aksona u tekućinu oko nje, koja se naziva izvanstanična tekućina. Razmjena tih tvari proizvodi električne struje.

Membranski potencijal se definira kao električni naboj na membrani živčanih stanica. Posebice se odnosi na razliku u električnom potencijalu između unutarnjeg i vanjskog dijela neurona.

Potencijalni membranski potencijal podrazumijeva da je membrana relativno neaktivna, odmara. U tom trenutku nema akcijskih potencijala koji utječu na vas.

Da bi to proučili, neuroznanstvenici su koristili aksone lignje zbog svoje velike veličine. Da bi vam dala ideju, akson ovog stvorenja je sto puta veći od najvećeg aksona sisavca.

Istraživači smještaju divovski akson u posudu s morskom vodom, tako da može preživjeti nekoliko dana.

Kako bi se izmjerili električni naboj koji proizvodi akson i njegove karakteristike, koriste se dvije elektrode. Jedan od njih može pružiti električne struje, dok drugi služi za snimanje poruke aksona. Vrlo tanka vrsta elektrode koristi se kako bi se izbjeglo oštećenje aksona, nazvano mikroelektroda.

Ako je jedna elektroda postavljena u morsku vodu, a druga umetnuta u akson, uočeno je da potonje ima negativan naboj u odnosu na vanjsku tekućinu. U tom slučaju razlika u električnom opterećenju iznosi 70 mV.

Ta se razlika naziva membranski potencijal. Zbog toga se kaže da je mrtvi membranski potencijal aksona lignje -70 mV.

Kako dolazi do mirovanja membranskog potencijala?

Neuroni razmjenjuju poruke putem elektrokemije. To znači da unutar i izvan neurona postoje različite kemijske tvari koje, kada se njihov ulazak u živčane stanice povećava ili smanjuje, uzrokuju različite električne signale.

To se događa zato što te kemikalije imaju električni naboj, zbog čega su poznate kao "ioni"..

Glavni ioni našeg živčanog sustava su natrij, kalij, kalcij i klor. Prva dva sadrže pozitivan naboj, kalcij ima dva pozitivna naboja i klor, negativan. Međutim, postoje i neki proteini u našem živčanom sustavu koji su negativno nabijeni.

S druge strane, važno je znati da su neuroni ograničeni membranom. To omogućuje određenim ionima da dosegnu unutrašnjost stanice i blokiraju prolaz drugih. Zato je rečeno da je polupropusna membrana.

Iako koncentracije različitih iona pokušavaju uravnotežiti na obje strane membrane, samo neke od njih dopuštaju da prolaze kroz njezine ionske kanale..

Kad je membranski potencijal u mirovanju, kalijevi ioni lako mogu preći membranu. Međutim, u ovom trenutku joni natrija i klora teže prolaze. U isto vrijeme, membrana sprječava da negativno nabijene molekule proteina napuste unutrašnjost neurona.

Osim toga, pumpa natrij-kalij također je pokrenuta. To je struktura koja pomiče tri natrijeve ione izvan neurona na svaka dva kalijeva iona koji ulaze u nju. Prema tome, u potencijalu membrane u mirovanju, više natrijevih iona je promatrano izvan i više kalija unutar stanice.

Promjena membranskog potencijala u mirovanju

Međutim, za poruke koje se šalju između neurona mora doći do promjena u membranskom potencijalu. To znači da se potencijal za odmor mora promijeniti.

To se može dogoditi na dva načina depolarizacijom ili hiperpolarizacijom. Zatim ćemo vidjeti što svaki od njih znači:

depolarizacija

Pretpostavimo da su u prethodnom slučaju istraživači smjestili električni stimulator u akson koji mijenja membranski potencijal na određenom mjestu.

Budući da unutrašnjost aksona ima negativan električni naboj, ako se na tom mjestu primijeni pozitivan naboj, depolarizacija bi se dogodila. Dakle, razlika između električnog naboja izvana i unutrašnjosti aksona bi se smanjila, što znači da bi se membranski potencijal smanjio.

U depolarizaciji membranski potencijal odlazi u stanje mirovanja, te se smanjuje prema nuli.

hiperpolarizacija

Dok u hiperpolarizaciji dolazi do povećanja membranskog potencijala stanice.

Kada je dano nekoliko depolarizirajućih podražaja, svaki od njih malo više mijenja membranski potencijal. Kada dosegne određenu točku, može se naglo preokrenuti. To jest, unutrašnjost aksona dostiže pozitivan električni naboj i vanjska strana postaje negativna.

U ovom slučaju, prekoračen je membranski potencijal u mirovanju, što znači da je membrana hiperpolarizirana (više polarizirana nego obično).

Cijeli proces može trajati oko 2 milisekunde, a onda se membranski potencijal vraća na svoju normalnu vrijednost.

Ovaj fenomen brze inverzije membranskog potencijala poznat je kao akcijski potencijal i uključuje prijenos poruka kroz akson do terminalnog gumba. Vrijednost napona koji proizvodi akcijski potencijal naziva se "prag uzbude".

reference

  1. Carlson, N.R. (2006). Fiziologija ponašanja 8. Ed Madrid: Pearson.
  2. Chudler, E. (s.f.). Svjetla, kamera, potencijal akcije. Preuzeto 25. travnja 2017. iz Washingtonskog fakulteta: faculty.washington.edu/,
  3. Potencijal za odmor. (N. D.). Preuzeto 25. travnja 2017., s Wikipedije: en.wikipedia.org.
  4. Potencijal membrane. (N. D.). Preuzeto 25. travnja 2017. iz Khan Academy: khanacademy.org.