Mis on membraani potentsiaal puhkeolekus?

The membraanipotentsiaal või puhkepotentsiaal tekib siis, kui ergonoomilised või inhibeerivad toimepotentsiaalid ei muuda neuroni membraani.

See juhtub siis, kui neuron ei edasta ühtegi signaali, olles puhkepunktis. Kui membraan on rahul, on raku sisemus negatiivne elektriline laeng väljastpoolt.

Puhke membraani potentsiaal on ligikaudu -70 mikrovolti. See tähendab, et neuroni sisemus on 70 mV vähem kui väljastpoolt. Lisaks on sel ajal rohkem naatriumiioone väljaspool neuronit ja rohkem kaaliumiioone oma sisemuses.

Mida tähendab membraanipotentsiaal??

Kahe neuroni vahetamiseks on vaja esitada tegevuspotentsiaalid. Toimimispotentsiaal koosneb rea muutustest aksoni membraanis (neuroni pikendamine või "kaabel")..

Need muutused põhjustavad mitmesuguste kemikaalide liikumist aksoni sisemusest ümbritsevasse vedelikku, mida nimetatakse ekstratsellulaarseks vedelikuks. Nende ainete vahetamine tekitab elektrivoolu.

Membraanipotentsiaal on määratletud kui närvirakkude membraani elektrilaeng. Eriti viitab see neuroni sisemise ja välise elektrilise potentsiaali erinevusele.

Membraanipotentsiaal tähendab, et membraan on suhteliselt inaktiivne, puhates. Selles hetkes ei ole teie jaoks mingeid tegevusvõimalusi.

Selle uurimiseks on neuroteadlased oma suuruse tõttu kasutanud kalmaari aksoneid. Idee andmiseks on selle olendi aksoniks sada korda suurem kui imetaja suurim akson.

Teadlased paigutavad hiiglasliku axoni merevee mahutisse, nii et see suudab paar päeva elada.

Selleks, et mõõta aksoni poolt tekitatud elektrilisi laenguid ja selle omadusi, kasutatakse kahte elektroodi. Üks neist võib pakkuda elektrivoolu, samas kui teine ​​teenib aksoni sõnumi salvestamist. Väga õhukat tüüpi elektroodi kasutatakse selleks, et vältida aksoni kahjustusi, mida nimetatakse mikroelektroodiks.

Kui üks elektrood asetatakse merevette ja teine ​​sisestatakse aksoni, siis on täheldatud, et viimasel on välise vedeliku suhtes negatiivne laeng. Sellisel juhul on elektrikoormuse erinevus 70 mV.

Seda erinevust nimetatakse membraanipotentsiaaliks. Sellepärast öeldakse, et kalmaari axoni vaikne membraanipotentsiaal on -70 mV.

Kuidas membraanipotentsiaal puhkab?

Neuronid vahetavad sõnumeid elektrokeemia kaudu. See tähendab, et neuronite sees ja väljaspool on erinevaid keemilisi aineid, mis, kui nende sisenemine närvirakkudesse suureneb või väheneb, tekitavad erinevaid elektrilisi signaale.

See juhtub seetõttu, et nendel kemikaalidel on elektrilaeng, mistõttu neid nimetatakse "ioonideks"..

Meie närvisüsteemi peamised ioonid on naatrium, kaalium, kaltsium ja kloor. Kaks esimest sisaldavad positiivset laengut, kaltsiumil on kaks positiivset laengut ja kloor, negatiivne. Siiski on meie närvisüsteemis ka mõningaid valke, mis on negatiivselt laetud.

Teisest küljest on oluline teada, et neuronid on membraani poolt piiratud. See võimaldab teatud ioonidel jõuda raku sisemusse ja blokeerida teiste liikumist. Sellepärast on see pooleldi läbilaskev membraan.

Kuigi erinevate ioonide kontsentratsioonid püüavad membraani mõlemal poolel tasakaalustada, lubab see mõnel neist läbida oma ioonkanaleid..

Membraanipotentsiaal on puhkeasendis, kaaliumiioonid võivad membraani kergesti ületada. Kuid sel ajal on naatriumi- ja klooriioonidel raskem läbida. Samal ajal takistab membraan negatiivselt laetud valgumolekulide väljumist neuroni sisemusest.

Peale selle käivitatakse ka naatrium-kaaliumpump. See on struktuur, mis liigub kolme naatriumiiooniga väljaspool neuroni iga kahe kaaliumiiooniga, mis sisenevad neisse. Seega on ülejäänud membraanipotentsiaali juures täheldatud rohkem naatriumiioone ja raku sees rohkem kaaliumi.

Membraani potentsiaali muutmine puhkeasendis

Kuid neuronite vahel saadetavate sõnumite puhul tuleb tekkida muutused membraanipotentsiaalis. See tähendab, et puhkepotentsiaali tuleb muuta.

See võib toimuda depolariseerimise või hüperpolarisatsiooni abil kahel viisil. Seejärel näeme, mida igaüks neist tähendab:

Depolarisatsioon

Oletame, et eelmisel juhul asetavad teadlased aksonisse elektrilise stimulaatori, mis muudab membraani potentsiaali kindlas kohas.

Kuna aksoni sisemusel on negatiivne elektrilaeng, siis kui selles kohas rakendatakse positiivset laengut, toimuks depolarisatsioon. Seega väheneks välise ja sisemise elektrienergia laengu erinevus, mis tähendab, et membraanipotentsiaal väheneb.

Depolariseerimisel läheb membraani potentsiaal puhkama, vähendades nulli.

Hüperpolarisatsioon

Kuigi hüperpolarisatsioonis on raku membraanipotentsiaal suurenenud.

Kui antakse mitu depolariseerivat stiimulit, muudab igaüks neist membraani potentsiaali veidi rohkem. Kui see jõuab teatud punkti, saab selle järsku ümber pöörata. See tähendab, et aksoni sisemus jõuab positiivse elektrilaenguni ja väljastpoolt muutub negatiivne.

Sellisel juhul ületatakse membraani potentsiaal puhkeolekus, mis tähendab, et membraan on hüperpolariseeritud (tavalisest polariseeritum).

Kogu protsess võib kesta umbes 2 millisekundit ja seejärel membraanipotentsiaal naaseb normaalväärtusele.

See membraanipotentsiaali kiire ümberpööramise nähtus on tuntud kui aktsioonipotentsiaal ja hõlmab sõnumite edastamist aksoni kaudu terminali nupule. Toimimispotentsiaali tekitava pinge väärtust nimetatakse "ergutuskünniseks".

Viited

1. Carlson, N.R. (2006). Käitumise füsioloogia 8. ed. Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (s.f.). Tuled, kaamera, toimingupotentsiaal. Välja otsitud 25. aprillil 2017 Washingtoni teaduskonnast: faculty.washington.edu/,
3. Puhkepotentsiaal. (s.f.). Välja otsitud 25. aprillil 2017, Wikipediast: en.wikipedia.org.
4. Membraani potentsiaal. (s.f.). Välja otsitud 25. aprillil 2017, Khan Academy'st: khanacademy.org.