Hvilemembranpotentiale: hvad det er, og hvordan det påvirker neuroner

Neuroner er den grundlæggende enhed i vores nervesystem, og takket være deres arbejde er det muligt at overføre nerveimpuls, så den når hjernestrukturer, der giver os mulighed for at tænke, huske, føle og meget yderligere.

Men disse neuroner transmitterer ikke impulser hele tiden. Der er tidspunkter, hvor de hviler. Det er i de øjeblikke, det sker hvilemembranpotentiale, et fænomen, som vi forklarer mere detaljeret nedenfor.

• Relateret artikel: "Typer af neuroner: egenskaber og funktioner"

Hvad er membranpotentiale?

Før yderligere forståelse af, hvordan hvilemembranpotentialet produceres, og hvordan det ændres, er det nødvendigt at forstå begrebet membranpotentiale.

For to nerveceller til at udveksle information det er nødvendigt, at de ændrer spændingen af ​​deres membraner, hvilket vil resultere i et handlingspotentiale. Med andre ord forstås aktionspotentiale som en række ændringer i membranen af ​​det neuronale axon, som er den aflange struktur af neuroner, der fungerer som et kabel.

Ændringer i membranspændingen indebærer også ændringer i denne strukturs fysisk-kemiske egenskaber. Dette gør det muligt at ændre neurons permeabilitet, hvilket gør det lettere og sværere for visse ioner at komme ind og ud.

Membranpotentiale er defineret som den elektriske ladning på nervecellemembranen. Det er forskellen mellem potentialet mellem indersiden og ydersiden af ​​neuronen..

Hvad er hvilemembranpotentialet?

Hvilemembranpotentialet er et fænomen, der opstår, når nervecellemembranen ikke ændres af aktionspotentialer, hverken excitatorisk eller hæmmende. Neuronet signalerer ikke, det vil sige, at det ikke sender nogen form for signal til andre nerveceller, som det er forbundet med, og derfor er det i en hviletilstand.

hvilepotentiale bestemmes af ionernes koncentrationsgradienter, både inde i og uden for neuronet, og membranens permeabilitet ved at tillade disse samme kemiske elementer at passere igennem eller ej.

Når neuronmembranen er i hviletilstand, har indersiden af ​​cellen en mere negativ ladning i forhold til ydersiden. Normalt i denne tilstand har membranen en spænding tæt på -70 mikrovolt (mV). Det vil sige, at indersiden af ​​neuronen har 70 mV mindre end ydersiden, selvom det er værd at nævne, at denne spænding kan variere mellem -30 mV og -90 mV. Desuden på dette tidspunkt der er flere natrium (Na) ioner uden for neuronen og flere kalium (K) ioner inde i neuronen.

• Du kan være interesseret i: "Handlingspotentiale: hvad er det, og hvad er dets faser?"

Hvordan produceres det i neuroner?

Nerveimpulsen er intet andet end udveksling af meddelelser mellem neuroner via elektrokemiske midler. Det vil sige, når forskellige kemiske stoffer kommer ind og forlader neuronerne, og ændrer gradienten af ​​disse ioner i det indre og ydre miljø af nervecellerne, der produceres elektriske signaler. Da ioner er ladede elementer, indebærer ændringer i deres koncentration i disse medier også ændringer i den neuronale membranspænding.

I nervesystemet er de vigtigste ioner, der kan findes, Na og K, selvom calcium (Ca) og klor (Cl) også skiller sig ud. Na-, K- og Ca-ioner er positive, mens Cl er negativ. Nervemembranen er semipermeabel og lukker selektivt nogle ioner ind og ud.

Både udenfor og inde i neuronet, ionkoncentrationer forsøger at balancere; men som allerede nævnt gør membranen dette vanskeligt, da den ikke tillader alle ionerne at forlade eller komme ind på samme måde.

I hviletilstand krydser K-ioner den neuronale membran relativt let, hvorimod Na- og Cl-ioner har mere problemer med at passere igennem. I løbet af denne tid forhindrer den neuronale membran negativt ladede proteiner i at forlade det neuronale ydre. Hvilemembranpotentialet bestemmes af den ikke-ækvivalente fordeling af ioner mellem cellens indre og ydre.

Et element af fundamental betydning i denne tilstand er natrium-kalium-pumpen. Denne struktur af den neuronale membran tjener som en reguleringsmekanisme for koncentrationen af ​​ioner inde i nervecellen. Det fungerer sådan for hver tre Na-ioner, der forlader neuronen, kommer der to K-ioner ind. Dette får koncentrationen af ​​Na-ioner til at være højere på ydersiden og koncentrationen af ​​K-ioner til at være højere på indersiden.

Membranændringer i hvile

Selvom hovedtemaet i denne artikel er begrebet hvilemembranpotentiale, er det nødvendigt at forklare meget kort, hvordan ændringer i membranpotentialet opstår, mens neuronen er inde hvile. For at nerveimpulsen kan gives, er det nødvendigt, at hvilepotentialet ændres. Der er to fænomener, der opstår, så det elektriske signal kan transmitteres: depolarisering og hyperpolarisering.

1. Depolarisering

I hvile har det indre af neuronen en elektrisk ladning i forhold til det ydre.

Men hvis elektrisk stimulation påføres denne nervecelle, det vil sige modtager nerveimpulsen, påføres neuronen en positiv ladning. Når du modtager en positiv ladning, cellen bliver mindre negativ i forhold til ydersiden af ​​neuronen, med næsten nul ladning, og derfor sænkes membranpotentialet.

2. hyperpolarisering

Hvis cellen i hviletilstand er mere negativ end ydersiden, og når den depolariserer, har den ingen forskel af betydelig ladning, sker der i tilfælde af hyperpolarisering, at cellen har en mere positiv ladning end dens i udlandet.

Når neuronen modtager forskellige stimuli, der depolariserer den, hver af dem får membranpotentialet til at ændre sig gradvist.

Efter flere af dem er det punkt, at membranpotentialet ændrer sig meget, hvilket gør den elektriske ladning inde i cellen meget positiv, mens ydersiden bliver negativ. Hvilemembranpotentialet overskrides, hvilket medfører, at membranen bliver mere polariseret end normalt eller hyperpolariseret.

Dette fænomen opstår i omkring to millisekunder.. Efter den meget korte periode vender membranen tilbage til sine normale værdier. Den hurtige vending i membranpotentialet er i sig selv det, der kaldes aktionspotentialet og er der forårsager overførslen af ​​nerveimpulsen i retning af axonet til den terminale knap på dendritter.

Bibliografiske referencer:

• Cardinali, D.P. (2007). Anvendt neurovidenskab. Dens grundlæggende. Panamerican Medical Editorial. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Opførselsfysiologi 8. udgave Madrid: Pearson.
• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Afhandling om medicinsk fysiologi. 12. udgave. McGraw Hill.
• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principper for neurovidenskab. Fjerde udgave. McGraw-Hill Interamericana. Madrid.