Ruhemembranpotential: Was es ist und wie es Neuronen beeinflusst

Neuronen sind die Grundeinheit unseres Nervensystems und dank ihrer Arbeit ist es möglich, die zu übertragen Nervenimpuls, damit er Gehirnstrukturen erreicht, die uns das Denken, Erinnern, Fühlen und vieles mehr ermöglichen weiter.

Aber diese Neuronen übertragen nicht ständig Impulse. Es gibt Zeiten, in denen sie sich ausruhen. In diesen Momenten geschieht es Ruhemembranpotential, ein Phänomen, das wir weiter unten näher erläutern.

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Was ist Membranpotential?

Bevor Sie weiter verstehen, wie das Ruhemembranpotential entsteht und wie es verändert wird, ist es notwendig, das Konzept des Membranpotentials zu verstehen.

Damit zwei Nervenzellen Informationen austauschen es ist notwendig, dass sie die Spannung ihrer Membranen verändern, was zu einem Aktionspotential führt. Mit anderen Worten, das Aktionspotential wird als eine Reihe von Veränderungen in der Membran des neuronalen Axons verstanden, bei der es sich um die längliche Struktur von Neuronen handelt, die als Kabel dient.

Änderungen der Membranspannung implizieren auch Änderungen der physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser Struktur. Dadurch kann es zu Veränderungen in der Permeabilität des Neurons kommen, was den Ein- und Austritt bestimmter Ionen erleichtert oder erschwert.

Das Membranpotential ist definiert als die elektrische Ladung auf der Nervenzellmembran. Es ist der Unterschied zwischen dem Potential zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Neurons..

Was ist das Ruhemembranpotential?

Das Ruhemembranpotential ist ein Phänomen, das auftritt, wenn die Nervenzellmembran nicht durch Aktionspotentiale verändert wird, weder erregend noch hemmend. Das Neuron signalisiert nicht, das heißt, es sendet keinerlei Signale an andere Nervenzellen, mit denen es verbunden ist, und befindet sich daher in einem Ruhezustand.

Ruhepotential wird durch die Konzentrationsgradienten der Ionen bestimmt, sowohl innerhalb als auch außerhalb des Neurons, und die Permeabilität der Membran, indem sie dieselben chemischen Elemente passieren lassen oder nicht.

Wenn sich die Neuronenmembran in einem Ruhezustand befindet, ist das Innere der Zelle im Vergleich zum Äußeren negativer geladen. Normalerweise hat die Membran in diesem Zustand eine Spannung nahe –70 Mikrovolt (mV). Das heißt, das Innere des Neurons hat 70 mV weniger als das Äußere, obwohl erwähnenswert ist, dass diese Spannung zwischen -30 mV und -90 mV variieren kann. Außerdem zu dieser Zeit Es gibt mehr Natrium (Na)-Ionen außerhalb des Neurons und mehr Kalium (K)-Ionen innerhalb des Neurons.

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Wie wird es in Neuronen produziert?

Der Nervenimpuls ist nichts anderes als der Austausch von Nachrichten zwischen Neuronen auf elektrochemischem Weg. Das heißt, wenn verschiedene chemische Substanzen in die Neuronen ein- und austreten und den Gradienten dieser Ionen in der inneren und äußeren Umgebung der Nervenzellen verändern, elektrische Signale entstehen. Da Ionen geladene Elemente sind, implizieren Änderungen ihrer Konzentration in diesen Medien auch Änderungen der neuronalen Membranspannung.

Im Nervensystem sind die wichtigsten Ionen, die gefunden werden können, Na und K, obwohl auch Calcium (Ca) und Chlor (Cl) hervorstechen. Na-, K- und Ca-Ionen sind positiv, während Cl negativ ist. Die Nervenmembran ist halbdurchlässig und lässt einige Ionen selektiv ein- und aus.

Sowohl außerhalb als auch innerhalb des Neurons, Ionenkonzentrationen versuchen auszugleichen; die Membran erschwert dies jedoch, wie bereits erwähnt, da sie nicht alle Ionen in gleicher Weise aus- oder eintreten lässt.

Im Ruhezustand passieren K-Ionen die Nervenmembran relativ leicht, während Na- und Cl-Ionen größere Schwierigkeiten haben, sie zu passieren. Während dieser Zeit verhindert die neuronale Membran, dass negativ geladene Proteine ​​das neuronale Äußere verlassen. Das Ruhemembranpotential wird durch die nicht äquivalente Verteilung von Ionen zwischen dem Inneren und Äußeren der Zelle bestimmt.

Ein Element von grundlegender Bedeutung in diesem Zustand ist die Natrium-Kalium-Pumpe. Diese Struktur der neuronalen Membran dient als Regulationsmechanismus für die Konzentration von Ionen innerhalb der Nervenzelle. Es funktioniert damit für jeweils drei Na-Ionen, die das Neuron verlassen, treten zwei K-Ionen ein. Dadurch ist die Konzentration an Na-Ionen außen höher und die Konzentration an K-Ionen innen höher.

Membranveränderungen in Ruhe

Obwohl das Hauptthema dieses Artikels das Konzept des Ruhemembranpotentials ist, ist dies notwendig Erklären Sie ganz kurz, wie sich das Membranpotential ändert, während sich das Neuron darin befindet ruhen. Damit der Nervenimpuls gegeben werden kann, muss das Ruhepotential verändert werden. Damit das elektrische Signal übertragen werden kann, treten zwei Phänomene auf: Depolarisation und Hyperpolarisation.

1. Depolarisation

Im Ruhezustand ist das Innere des Neurons gegenüber dem Äußeren elektrisch geladen.

Wenn diese Nervenzelle jedoch elektrisch stimuliert wird, dh den Nervenimpuls empfängt, wird eine positive Ladung an das Neuron angelegt. Wenn Sie eine positive Ladung erhalten, die Zelle wird in Bezug auf die Außenseite des Neurons weniger negativ, mit fast null Ladung, und daher wird das Membranpotential gesenkt.

2. Hyperpolarisation

Wenn die Zelle im Ruhezustand negativer ist als außen und wenn sie depolarisiert, hat sie keinen Unterschied von signifikanter Ladung, im Falle einer Hyperpolarisation kommt es vor, dass die Zelle eine positivere Ladung als ihre hat im Ausland.

Wenn das Neuron verschiedene Reize erhält, die es depolarisieren, jeder von ihnen bewirkt, dass sich das Membranpotential fortschreitend ändert.

Nach mehreren von ihnen ist der Punkt erreicht, an dem sich das Membranpotential stark ändert, wodurch die elektrische Ladung innerhalb der Zelle sehr positiv wird, während die Außenseite negativ wird. Das Ruhemembranpotential wird überschritten, wodurch die Membran stärker als normal polarisiert oder hyperpolarisiert wird.

Dieses Phänomen tritt etwa zwei Millisekunden lang auf.. Nach dieser sehr kurzen Zeitspanne kehrt die Membran zu ihren normalen Werten zurück. Die schnelle Umkehrung des Membranpotentials selbst wird als Aktionspotential bezeichnet und ist das das bewirkt die Übertragung des Nervenimpulses in Richtung des Axons zum Endknopf des Dendriten.

Bibliographische Referenzen:

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