Lepokalvopotentiaali: mikä se on ja miten se vaikuttaa hermosoluihin

Neuronit ovat hermostomme perusyksikkö ja niiden työnsä ansiosta on mahdollista välittää hermostoa hermoimpulssi niin, että se saavuttaa aivojen rakenteet, joiden avulla voimme ajatella, muistaa, tuntea ja paljon muuta edelleen.

Mutta nämä neuronit eivät välitä impulsseja koko ajan. Joskus he lepäävät. Juuri näinä hetkinä se tapahtuu lepokalvopotentiaali, ilmiö, jota selitämme tarkemmin alla.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Neuronityypit: ominaisuudet ja toiminnot"

Mikä on kalvopotentiaali?

Ennen kuin ymmärrät tarkemmin, kuinka lepokalvopotentiaali muodostuu ja miten se muuttuu, on välttämätöntä ymmärtää kalvopotentiaalin käsite.

Kaksi hermosolua vaihtamaan tietoja on välttämätöntä, että ne muuttavat kalvojensa jännitettä, mikä johtaa toimintapotentiaaliin. Toisin sanoen toimintapotentiaali ymmärretään sarjana muutoksia hermosolujen aksonin kalvossa, joka on neuronien pitkänomainen rakenne, joka toimii kaapelina.

Muutokset kalvojännitteessä merkitsevät myös muutoksia tämän rakenteen fysikaalis-kemiallisissa ominaisuuksissa. Tämä mahdollistaa muutoksia hermosolujen läpäisevyydessä, mikä tekee tiettyjen ionien sisään- ja ulostulon helpommaksi ja vaikeammaksi.

Kalvopotentiaali määritellään hermosolukalvon sähkövaraukseksi. Se on ero neuronin sisä- ja ulkopuolen potentiaalin välillä..

Mikä on lepokalvopotentiaali?

Lepokalvopotentiaali on ilmiö, joka ilmenee, kun hermosolukalvoa ei muuta toimintapotentiaalit, eivät kiihottava tai estävä. Neuroni ei anna signaalia, eli se ei lähetä minkäänlaista signaalia muille hermosoluille, joihin se on yhteydessä, ja siksi se on lepotilassa.

lepojännite määräytyy ionien pitoisuusgradienteista, sekä hermosolun sisällä että ulkopuolella, ja kalvon läpäisevyyttä sallimalla näiden samojen kemiallisten alkuaineiden kulkea läpi tai ei.

Kun hermosolukalvo on lepotilassa, solun sisällä on negatiivisempi varaus verrattuna sen ulkopuolelle. Normaalisti tässä tilassa kalvon jännite on lähellä -70 mikrovolttia (mV). Toisin sanoen neuronin sisällä on 70 mV vähemmän kuin sen ulkopuolella, vaikka on syytä mainita, että tämä jännite voi vaihdella välillä -30 mV ja -90 mV. Lisäksi tällä hetkellä hermosolujen ulkopuolella on enemmän natriumia (Na) ja hermosolun sisällä enemmän kaliumia (K).

• Saatat olla kiinnostunut: "Toimintapotentiaali: mikä se on ja mitkä ovat sen vaiheet?"

Miten sitä tuotetaan neuroneissa?

Hermoimpulssi ei ole muuta kuin viestien vaihtoa hermosolujen välillä sähkökemiallisin keinoin. Eli kun erilaisia ​​kemiallisia aineita saapuu hermosoluihin ja poistuu niistä, mikä muuttaa näiden ionien gradienttia hermosolujen sisäisessä ja ulkoisessa ympäristössä, tuotetaan sähköisiä signaaleja. Koska ionit ovat varautuneita alkuaineita, niiden pitoisuuden muutokset näissä väliaineissa merkitsevät myös muutoksia hermosolujen kalvojännitteessä.

Hermostossa tärkeimmät ionit, joita löytyy, ovat Na ja K, vaikka kalsium (Ca) ja kloori (Cl) erottuvat myös. Na-, K- ja Ca-ionit ovat positiivisia, kun taas Cl on negatiivinen. Hermokalvo on puoliläpäisevä, päästäen selektiivisesti joitain ioneja sisään ja ulos.

Sekä neuronin ulkopuolella että sisällä, ionipitoisuudet yrittävät tasapainottaa; kuitenkin, kuten jo mainittiin, kalvo tekee tämän vaikeaksi, koska se ei päästä kaikkia ioneja poistumaan tai sisään samalla tavalla.

Lepotilassa K-ionit läpäisevät hermosolujen kalvon suhteellisen helposti, kun taas Na- ja Cl-ioneilla on enemmän vaikeuksia kulkea läpi. Tänä aikana hermosolukalvo estää negatiivisesti varautuneita proteiineja poistumasta hermosolujen ulkopuolelta. Lepotilan membraanipotentiaali määräytyy ionien epäekvivalentin jakautumisen perusteella solun sisä- ja ulkopinnan välillä.

Tässä tilassa tärkeä elementti on natrium-kaliumpumppu. Tämä hermosolukalvon rakenne toimii säätelymekanismina ionien keskittymiselle hermosolun sisällä. Se toimii niin jokaista kolmea neuronista lähtevää Na-ionia kohti tulee kaksi K-ionia. Tämä saa aikaan sen, että Na-ionien pitoisuus on korkeampi ulkopuolella ja K-ionien pitoisuus suurempi sisällä.

Kalvo muuttuu levossa

Vaikka tämän artikkelin pääteema on lepokalvopotentiaalin käsite, se on välttämätöntä selitä hyvin lyhyesti, kuinka muutoksia kalvopotentiaalissa tapahtuu hermosolun ollessa sisällä lepäämässä. Jotta hermoimpulssi voidaan antaa, lepopotentiaalia on muutettava. On olemassa kaksi ilmiötä, jotka tapahtuvat, jotta sähköinen signaali voidaan siirtää: depolarisaatio ja hyperpolarisaatio.

1. Depolarisaatio

Lepotilassa hermosolun sisäpuolella on sähkövaraus ulkopuoliseen nähden.

Kuitenkin, jos tähän hermosoluon kohdistetaan sähköstimulaatiota eli hermoimpulssin vastaanottamista, hermosoluon kohdistetaan positiivinen varaus. Kun vastaanotat positiivisen varauksen, solusta tulee vähemmän negatiivinen suhteessa hermosolun ulkopuolelle, lähes nollavarauksella, ja siksi kalvopotentiaali pienenee.

2. hyperpolarisaatio

Jos lepotilassa solu on negatiivisempi kuin ulkoinen ja kun se depolarisoituu, sillä ei ole eroa Merkittävä varaus, hyperpolarisaation tapauksessa solulla on positiivisempi varaus kuin sen ulkomailla.

Kun hermosolu vastaanottaa erilaisia ​​ärsykkeitä, jotka depolarisoivat sen, jokainen niistä saa aikaan kalvopotentiaalin asteittaisen muuttumisen.

Useiden niistä päästään siihen pisteeseen, että kalvopotentiaali muuttuu paljon, jolloin sähkövaraus solun sisällä tulee hyvin positiiviseksi, kun taas ulkopuolelta tulee negatiivinen. Lepotilan kalvopotentiaali ylittyy, jolloin kalvo on normaalia enemmän polarisoitunut tai hyperpolarisoitunut.

Tämä ilmiö esiintyy noin kahden millisekunnin ajan.. Tämän hyvin lyhyen ajan kuluttua kalvo palaa normaaliarvoihinsa. Membraanipotentiaalin nopea kääntyminen on itse sitä, mitä kutsutaan toimintapotentiaaliksi, ja se on joka aiheuttaa hermoimpulssin siirtymisen aksonin suunnassa päätepainikkeeseen dendriitit.

Bibliografiset viittaukset:

• Cardinali, D.P. (2007). Soveltava neurotiede. Sen perusasiat. Panamerican Medical Editorial. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Käyttäytymisen fysiologia, 8. painos Madrid: Pearson.
• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Tutkimus lääketieteellisestä fysiologiasta. 12. painos. McGraw Hill.
• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessel, T.M. (2001). Neurotieteen periaatteet. Neljäs painos. McGraw-Hill Interamericana. Madrid.