Поделиться:
Что такое мембранный потенциал в покое?
мембранный потенциал в покое или потенциал покоя возникает, когда мембрана нейрона не изменяется потенциалом возбуждающего или ингибирующего действия.
Это происходит, когда нейрон не посылает никакого сигнала, находясь в момент покоя. Когда мембрана находится в состоянии покоя, внутренняя часть ячейки имеет отрицательный электрический заряд по отношению к внешней.
Потенциал мембраны покоя составляет приблизительно -70 микровольт. Это означает, что внутренняя часть нейрона на 70 мВ меньше внешней. Кроме того, в это время есть больше ионов натрия вне нейрона и больше ионов калия в его внутренней части.
Что означает мембранный потенциал??
Чтобы два нейрона обменивались информацией, необходимо дать потенциалы действия. Потенциал действия состоит из серии изменений в аксонной мембране (удлинение или «кабель» нейрона).
Эти изменения заставляют различные химические вещества перемещаться изнутри аксона в жидкость вокруг него, называемую внеклеточной жидкостью. Обмен этих веществ производит электрические токи.
Мембранный потенциал определяется как электрический заряд на мембране нервных клеток. В частности, это относится к разнице в электрическом потенциале между внутренней и внешней частью нейрона.
Мембранный потенциал в состоянии покоя означает, что мембрана относительно неактивна, покоится. Там нет потенциалов действия, которые влияют на вас в этот момент.
Чтобы изучить это, нейробиологи использовали аксоны кальмара из-за их большого размера. Чтобы дать вам представление, аксон этого существа в сто раз больше, чем самый большой аксон млекопитающего..
Исследователи поместили гигантский аксон в контейнер с морской водой, чтобы он мог выжить пару дней.
Чтобы измерить электрические заряды, произведенные аксоном и его характеристиками, используются два электрода. Один из них может обеспечивать электрический ток, а другой служит для записи сообщения аксона. Очень тонкий тип электрода используется, чтобы избежать повреждения аксона, называемого микроэлектродом..
Если один электрод помещен в морскую воду, а другой вставлен в аксон, то наблюдается, что последний имеет отрицательный заряд по отношению к внешней жидкости. В этом случае разница в электрической нагрузке составляет 70 мВ..
Эта разница называется мембранным потенциалом. Вот почему говорится, что покоящийся мембранный потенциал аксона кальмара составляет -70 мВ..
Как мембранный потенциал возникает в покое?
Нейроны обмениваются сообщениями с помощью электрохимии. Это означает, что существуют различные химические вещества внутри и снаружи нейронов, которые, когда их поступление в нервные клетки увеличивается или уменьшается, вызывают различные электрические сигналы..
Это происходит потому, что эти химические вещества имеют электрический заряд, поэтому их называют «ионами»..
Основными ионами нашей нервной системы являются натрий, калий, кальций и хлор. Первые два содержат положительный заряд, кальций имеет два положительных заряда и хлор, отрицательный. Однако в нашей нервной системе есть и некоторые белки, заряженные отрицательно.
С другой стороны, важно знать, что нейроны ограничены мембраной. Это позволяет определенным ионам достигать внутренней части клетки и блокировать проход других. Вот почему он называется полупроницаемой мембраной.
Хотя концентрации различных ионов пытаются сбалансировать с обеих сторон мембраны, это позволяет только некоторым из них проходить через ее ионные каналы..
Когда мембранный потенциал находится в состоянии покоя, ионы калия могут легко пересекать мембрану. Однако в это время ионы натрия и хлора проходят труднее. В то же время мембрана предотвращает выход отрицательно заряженных молекул белка изнутри нейрона..
Кроме того, натриево-калиевый насос также запущен. Это структура, которая перемещает три иона натрия за пределы нейрона на каждые два иона калия, которые входят в него. Таким образом, в потенциале мембраны покоя, больше ионов натрия наблюдается снаружи и больше калия внутри клетки.
Изменение мембранного потенциала в покое
Однако для сообщений, передаваемых между нейронами, должны происходить изменения мембранного потенциала. То есть потенциал покоя должен быть изменен.
Это может происходить двумя способами: путем деполяризации или гиперполяризации. Далее мы увидим, что означает каждый из них:
деполяризация
Предположим, что в предыдущем случае исследователи помещают электрический стимулятор в аксон, который изменяет потенциал мембраны в определенном месте..
Поскольку внутренняя часть аксона имеет отрицательный электрический заряд, если положительный заряд применяется в этом месте, может произойти деполяризация. Таким образом, разница между электрическим зарядом снаружи и внутри аксона будет уменьшена, что означает, что мембранный потенциал уменьшится.
При деполяризации мембранный потенциал останавливается, чтобы быть уменьшенным к нулю.
гиперполяризации
В то время как при гиперполяризации наблюдается увеличение мембранного потенциала клетки.
Когда дается несколько деполяризующих стимулов, каждый из них немного меняет мембранный потенциал. Когда он достигает определенной точки, его можно резко повернуть вспять. То есть внутренняя часть аксона достигает положительного электрического заряда, а внешняя становится отрицательной.
В этом случае мембранный потенциал в покое превышен, что означает, что мембрана гиперполяризована (более поляризована, чем обычно).
Весь процесс может длиться около 2 миллисекунд, и тогда потенциал мембраны возвращается к своему нормальному значению.
Это явление быстрой инверсии мембранного потенциала известно как потенциал действия и включает передачу сообщений через аксон на кнопку терминала. Значение напряжения, которое создает потенциал действия, называется «порогом возбуждения»..
ссылки
- Карлсон, Н.Р. (2006). Физиология поведения 8-е изд. Мадрид: Пирсон.
- Чудлер Э. (с.ф.). Свет, камера, потенциал действия. Получено 25 апреля 2017 г. с факультета Вашингтон: faculty.washington.edu/,
- Потенциал отдыха. (Н.Д.). Получено 25 апреля 2017 г. из Википедии: en.wikipedia.org.
- Мембранный потенциал. (Н.Д.). Получено 25 апреля 2017 г. из Академии Хана: khanacademy.org.