Потенциал на мембраната в покой: какво представлява и как влияе на невроните

Невроните са основната единица на нашата нервна система и благодарение на тяхната работа е възможно предаването на нервен импулс, така че да достигне мозъчните структури, които ни позволяват да мислим, помним, чувстваме и много други по-нататък.

Но тези неврони не предават импулси през цялото време. Има моменти, в които си почиват. Именно в тези моменти се случва потенциал на мембраната в покой, феномен, който обясняваме по-подробно по-долу.

• Свързана статия: "Видове неврони: характеристики и функции"

Какво е мембранен потенциал?

Преди по-нататъшно разбиране как се произвежда мембранният потенциал в покой и как се променя, е необходимо да се разбере концепцията за мембранния потенциал.

Две нервни клетки да обменят информация необходимо е те да променят напрежението на мембраните си, което ще доведе до потенциал за действие. С други думи, потенциалът за действие се разбира като поредица от промени в мембраната на невронния аксон, който е удължената структура на невроните, която служи като кабел.

Промените в напрежението на мембраната също предполагат промени във физикохимичните свойства на тази структура. Това позволява да има промени в пропускливостта на неврона, което прави по-лесно и по-трудно влизането и излизането на определени йони.

Мембранният потенциал се определя като електрическия заряд на мембраната на нервната клетка. Това е разликата между потенциала между вътрешната и външната страна на неврона..

Какъв е потенциалът на мембраната в покой?

Мембранният потенциал на покой е феномен, който възниква, когато мембраната на нервната клетка не е променена от потенциали на действие, нито възбуждащи, нито инхибиращи. Невронът не сигнализира, тоест не изпраща никакъв вид сигнал към други нервни клетки, с които е свързан и следователно е в състояние на покой.

потенциал за почивка се определя от концентрационните градиенти на йоните, както вътре, така и извън неврона, и пропускливостта на мембраната, като позволява на същите тези химични елементи да преминават или не.

Когато невронната мембрана е в състояние на покой, вътрешността на клетката има по-отрицателен заряд спрямо външната. Обикновено в това състояние мембраната има напрежение близо до -70 микроволта (mV). Тоест вътрешността на неврона има 70 mV по-малко от външната страна, въпреки че си струва да се спомене, че това напрежение може да варира между -30 mV и -90 mV. Освен това по това време има повече натриеви (Na) йони извън неврона и повече калиеви (K) йони вътре в неврона.

• Може да се интересувате от: "Потенциал за действие: какво е това и какви са неговите фази?"

Как се произвежда в невроните?

Нервният импулс не е нищо повече от обмен на съобщения между невроните чрез електрохимични средства. Тоест, когато различни химични вещества навлизат и напускат невроните, променяйки градиента на тези йони във вътрешната и външната среда на нервните клетки, се произвеждат електрически сигнали. Тъй като йоните са заредени елементи, промените в тяхната концентрация в тези среди също предполагат промени в напрежението на невронната мембрана.

В нервната система основните йони, които могат да бъдат намерени, са Na и K, въпреки че калцият (Ca) и хлорът (Cl) също се открояват. Na, K и Ca йони са положителни, докато Cl е отрицателен. Нервната мембрана е полупропусклива, селективно пропуска някои йони навътре и навън.

Както извън, така и вътре в неврона, концентрациите на йони се опитват да балансират; обаче, както вече беше споменато, мембраната затруднява това, тъй като не позволява на всички йони да напускат или влизат по един и същи начин.

В състояние на покой К йоните преминават през невронната мембрана с относителна лекота, докато Na и Cl йоните имат повече проблеми при преминаването. През това време невронната мембрана не позволява на отрицателно заредените протеини да напуснат невронната външност. Потенциалът на мембраната в покой се определя от нееквивалентното разпределение на йони между вътрешността и външността на клетката.

Елемент от фундаментално значение по време на това състояние е натриево-калиевата помпа. Тази структура на невронната мембрана служи като регулаторен механизъм за концентрацията на йони вътре в нервната клетка. Работи така че за всеки три Na йона, които напускат неврона, влизат два K йона. Това кара концентрацията на Na йони да бъде по-висока отвън и концентрацията на K йони да бъде по-висока отвътре.

Промени в мембраната в покой

Въпреки че основната тема на тази статия е концепцията за потенциала на мембраната в покой, е необходимо обяснете, много накратко, как възникват промени в потенциала на мембраната, докато невронът е вътре почивка. За да бъде даден нервният импулс, е необходимо да се промени потенциалът на покой. Има два феномена, които възникват, за да може да се предаде електрическият сигнал: деполяризация и хиперполяризация.

1. Деполяризация

В покой вътрешността на неврона има електрически заряд по отношение на външната част.

Въпреки това, ако се приложи електрическа стимулация към тази нервна клетка, тоест получаването на нервния импулс, към неврона се прилага положителен заряд. При получаване на положителен заряд, клетката става по-малко негативна по отношение на външната страна на неврона, с почти нулев заряд и следователно мембранният потенциал е понижен.

2. хиперполяризация

Ако в състояние на покой клетката е по-негативна от външната страна и когато се деполяризира, няма разлика със значителен заряд, в случай на хиперполяризация се случва клетката да има по-положителен заряд от нейния в чужбина.

Когато невронът получава различни стимули, които го деполяризират, всеки от тях води до прогресивна промяна на мембранния потенциал.

След няколко от тях се стига до точката, че потенциалът на мембраната се променя много, което прави електрическия заряд вътре в клетката много положителен, докато външният става отрицателен. Потенциалът на мембраната в покой е превишен, което води до поляризация на мембраната от нормалното или хиперполяризация.

Това явление се случва за около две милисекунди.. След този много кратък период от време мембраната се връща към нормалните си стойности. Бързото обръщане на мембранния потенциал само по себе си е това, което се нарича потенциал на действие и е което причинява предаването на нервния импулс по посока на аксона към крайния бутон на дендрити.

Библиографски справки:

• Кардинали, Д.П. (2007). Приложни невронауки. Неговите основи. Панамериканска медицинска редакция. Буенос Айрес.
• Карлсън, Н. Р. (2006). Физиология на поведението 8-мо издание Мадрид: Pearson.
• Guyton, C.A. & Хол, Дж.Е. (2012) Трактат по медицинска физиология. 12-то издание. Хил Макгроу.
• Кандел, Е.Р.; Шварц, Дж.Х. & Jessell, T.M. (2001). Принципи на неврологията. Четвърто издание. McGraw-Hill Interamericana. Мадрид.