HVAD ER HVILEMEMBRANPOTENTIALET? - GEOGRAFIA - 2025

Den hvilende membran potentiale eller hvilende potentiale opstår, når membranen i en neuron ikke ændres ved excitatoriske eller hæmmende aktionspotentialer. Det opstår, når neuronet ikke sender noget signal, når det er i et øjeblik af hvile. Når membranen er i ro, har indersiden af ​​cellen en negativ elektrisk ladning i forhold til ydersiden.

Hvilemembranpotentialet er ca. -70 mikrovolt. Dette betyder, at indersiden af ​​neuronet er 70 mV mindre end det ydre. På dette tidspunkt er der også flere natriumioner uden for neuronet og flere kaliumioner inde i den.

Na + / K + -ATPasen såvel som virkningerne af diffusionen af ​​de involverede ioner er de vigtigste mekanismer til at opretholde hvilepotentialet på tværs af membranerne i dyreceller.

Hvad betyder membranpotentiale?

For at to neuroner skal udveksle information skal handlingspotentiale gives. Et handlingspotentiale består af en række ændringer i membranen til akson (forlængelse eller "wire" af neuronet).

Disse ændringer får forskellige kemikalier til at bevæge sig fra inde i akson til væsken omkring det, kaldet ekstracellulær væske. Udvekslingen af ​​disse stoffer producerer elektriske strømme.

Membranpotentialet defineres som den elektriske ladning, der findes på nervecellens membran. Specifikt henviser det til forskellen i elektrisk potentiale mellem det indre og det ydre af neuronet.

Det hvilende membranpotentiale indebærer, at membranen er relativt inaktiv og hviler. Der er ingen handlingspotentialer, der påvirker dig på det tidspunkt.

For at studere dette har neurovidenskabsmænd brugt blækspruttexoner på grund af deres store størrelse. For at give dig en idé er aksen fra denne væsen hundrede gange større end den største akson i et pattedyr.

Forskerne lægger den gigantiske akson i en beholder med havvand, så den kan overleve et par dage.

For at måle de elektriske ladninger, der er produceret af aksonen og dens egenskaber, anvendes to elektroder. En af dem kan levere elektriske strømme, mens en anden tjener til at registrere meddelelsen fra aksonen. En meget fin type elektrode bruges til at undgå skader på akson, kaldet en mikroelektrode.

Hvis en elektrode anbringes i havvandet og en anden indsættes inde i akson, observeres det, at sidstnævnte har en negativ ladning i forhold til den ydre væske. I dette tilfælde er forskellen i elektrisk ladning 70 mV.

Denne forskel kaldes membranpotentialet. Derfor siges det, at en blækspruttexons hvilemembranpotentiale er -70 mV.

Hvordan produceres hvilemembranpotentialet?

Neuroner udveksler meddelelser elektrokemisk. Dette betyder, at der er forskellige kemikalier i og uden for neuronerne, som når deres indtræden i nerveceller øges eller mindskes, giver anledning til forskellige elektriske signaler.

Dette sker, fordi disse kemikalier har en elektrisk ladning, hvorfor de er kendt som "ioner".

De vigtigste ioner i vores nervesystem er natrium, kalium, calcium og klor. De to første indeholder en positiv ladning, calcium har to positive ladninger, og klor har en negativ ladning. Der er dog også nogle negativt ladede proteiner i vores nervesystem.

På den anden side er det vigtigt at vide, at neuroner er begrænset af en membran. Dette gør det muligt for visse ioner at nå det indre af cellen og blokerer for passage af andre. Derfor siges det at være en semi-permeabel membran.

På trods af det faktum, at koncentrationerne af de forskellige ioner forsøges at afbalancere på begge sider af membranen, tillader det kun, at nogle af dem passerer gennem dets ionkanaler.

Når der er et hvilemembranpotentiale, kan kaliumioner let passere gennem membranen. Imidlertid har natrium- og klorioner en vanskeligere tid at passere på dette tidspunkt. På samme tid forhindrer membranen, at negativt ladede proteinmolekyler forlader det indre af neuronet.

Derudover startes også natrium-kaliumpumpen. Det er en struktur, der bevæger tre natriumioner ud af neuronen for hver to kaliumioner, som den indfører i den. Ved den hvilemembranpotentiale observeres der således flere natriumioner uden for og mere kalium inde i cellen.

Ændring af hvilemembranpotentialet

For meddelelser, der skal sendes mellem neuroner, skal der dog ske ændringer i membranpotentialet. Det vil sige, at hvilepotentialet skal ændres.

Dette kan ske på to måder: depolarisering eller hyperpolarisering. Dernæst vil vi se, hvad hver af dem betyder:

depolarisering

Antag, at forskerne i det forrige tilfælde placerer en elektrisk stimulator på akson, der ændrer membranpotentialet på et specifikt sted.

Da aksonets indre har en negativ elektrisk ladning, hvis en positiv ladning påføres på dette sted, ville der opstå en depolarisering. Således vil forskellen mellem den elektriske ladning på ydersiden og inde i akson blive reduceret, hvilket betyder, at membranpotentialet vil falde.

Ved depolarisering bliver membranpotentialet i hvile for at falde mod nul.

hyperpolarisering

Mens der ved hyperpolarisering er der en stigning i cellens membranpotentiale.

Når der gives flere depolariserende stimuli, ændrer hver af dem membranpotentialet lidt mere. Når det når et bestemt punkt, kan det pludseligt vendes. Det vil sige, at indersiden af ​​akson når en positiv elektrisk ladning, og ydersiden bliver negativ.

I dette tilfælde overskrides hvilemembranpotentialet, hvilket betyder, at membranen er hyperpolariseret (mere polariseret end normalt).

Hele processen kan tage ca. 2 millisekunder, og derefter vender membranpotentialet tilbage til dets normale værdi.

Dette fænomen med hurtig reversering af membranpotentialet er kendt som handlingspotentialet og involverer transmission af meddelelser gennem aksonen til terminalknappen. Værdien af ​​den spænding, der producerer et handlingspotentiale, kaldes "excitationstærsklen."

Referencer

1. Carlson, NR (2006). Opførselens fysiologi 8. udg. Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (nd). Lys, kamera, handlingspotentiale. Hentet den 25. april 2017 fra fakultetet i Washington: fakultet.washington.edu/,
3. Hvilepotentiale. (Sf). Hentet den 25. april 2017 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Membranpotentialet. (Sf). Hentet den 25. april 2017 fra Khan Academy: khanacademy.org.