Potencijal membrane u mirovanju: što je to i kako utječe na neurone

Neuroni su osnovna jedinica našeg živčanog sustava i zahvaljujući njihovom radu moguće je prenijeti živčanog impulsa tako da dopire do moždanih struktura koje nam omogućuju da mislimo, sjećamo se, osjećamo i još mnogo toga unaprijediti.

Ali ti neuroni ne odašilju impulse cijelo vrijeme. Ima trenutaka kada se odmaraju. U tim trenucima se događa potencijal membrane u mirovanju, fenomen koji detaljnije objašnjavamo u nastavku.

• Povezani članak: "Vrste neurona: karakteristike i funkcije"

Što je membranski potencijal?

Prije daljnjeg razumijevanja kako se stvara membranski potencijal u mirovanju i kako se mijenja, potrebno je razumjeti koncept membranskog potencijala.

Da bi dvije živčane stanice razmjenjivale informacije potrebno je da modificiraju napon svojih membrana, što će rezultirati akcijskim potencijalom. Drugim riječima, akcijski potencijal se shvaća kao niz promjena u membrani neuronskog aksona, što je izdužena struktura neurona koja služi kao kabel.

Promjene u naponu membrane također impliciraju promjene u fizikalno-kemijskim svojstvima ove strukture. To omogućuje da dođe do promjena u propusnosti neurona, što olakšava i otežava ulazak i izlazak određenih iona.

Membranski potencijal definiran je kao električni naboj na membrani živčane stanice. To je razlika između potencijala između unutarnjeg i vanjskog dijela neurona..

Koliki je potencijal membrane u mirovanju?

Membranski potencijal u mirovanju je fenomen koji se javlja kada membrana živčane stanice nije promijenjena akcijskim potencijalima, ni ekscitatornim ni inhibitornim. Neuron ne signalizira, odnosno ne šalje nikakvu vrstu signala drugim živčanim stanicama s kojima je povezan i stoga je u stanju mirovanja.

potencijal mirovanja određuje se koncentracijskim gradijentima iona, kako unutar tako i izvan neurona, i propusnost membrane dopuštajući tim istim kemijskim elementima da prođu kroz njih ili ne.

Kada je membrana neurona u stanju mirovanja, unutrašnjost stanice ima više negativnog naboja u odnosu na vanjsku. Normalno, u ovom stanju, membrana ima napon blizu -70 mikrovolta (mV). To jest, unutarnja strana neurona ima 70 mV manje od vanjske, iako je vrijedno spomenuti da taj napon može varirati između -30 mV i -90 mV. Nadalje, u ovom trenutku postoji više iona natrija (Na) izvan neurona i više iona kalija (K) unutar neurona.

• Možda će vas zanimati: "Akcijski potencijal: što je to i koje su njegove faze?"

Kako se proizvodi u neuronima?

Živčani impuls nije ništa drugo nego razmjena poruka između neurona putem elektrokemijskih sredstava. To jest, kada različite kemijske tvari ulaze i izlaze iz neurona, mijenjajući gradijent tih iona u unutarnjem i vanjskom okruženju živčanih stanica, proizvode se električni signali. Budući da su ioni nabijeni elementi, promjene u njihovoj koncentraciji u tim medijima također podrazumijevaju promjene u naponu neuronske membrane.

U živčanom sustavu glavni ioni koji se mogu naći su Na i K, iako se ističu i kalcij (Ca) i klor (Cl). Ioni Na, K i Ca su pozitivni, dok je Cl negativan. Živčana membrana je polupropusna, selektivno propušta neke ione unutra i van.

I izvan i unutar neurona, koncentracije iona pokušavaju uravnotežiti; međutim, kao što je već spomenuto, membrana to otežava jer ne dopušta svim ionima da izlaze ili ulaze na isti način.

U stanju mirovanja ioni K relativno lako prolaze kroz neuronsku membranu, dok ioni Na i Cl imaju više problema pri prolasku. Tijekom tog vremena, neuronska membrana sprječava negativno nabijene proteine ​​da napuste neuronsku vanjštinu. Potencijal membrane u mirovanju određen je neekvivalentnom raspodjelom iona između unutrašnjosti i vanjštine stanice.

Element od temeljne važnosti tijekom ovog stanja je natrij-kalijeva pumpa. Ova struktura neuronske membrane služi kao regulatorni mehanizam za koncentraciju iona unutar živčane stanice. Djeluje tako da za svaka tri iona Na koja napuste neuron, ulaze dva iona K. To uzrokuje veću koncentraciju Na iona izvana i veću koncentraciju K iona iznutra.

Membrana se mijenja u mirovanju

Iako je glavna tema ovog članka koncept membranskog potencijala mirovanja, potrebno je objasnite, vrlo kratko, kako dolazi do promjena u membranskom potencijalu dok je neuron unutra odmarajući se. Da bi se dao živčani impuls, potrebno je promijeniti potencijal mirovanja. Dva su fenomena koji se javljaju kako bi se električni signal mogao prenijeti: depolarizacija i hiperpolarizacija.

1. Depolarizacija

Dok miruje, unutrašnjost neurona ima električni naboj u odnosu na vanjštinu.

Međutim, ako se na ovu živčanu stanicu primijeni električna stimulacija, odnosno primi živčani impuls, na neuronu se primijeni pozitivan naboj. Prilikom primanja pozitivnog naboja, stanica postaje manje negativna u odnosu na vanjsku stranu neurona, s gotovo nultim nabojem, pa je stoga membranski potencijal snižen.

2. hiperpolarizacija

Ako je stanica u stanju mirovanja negativnija nego izvana i kada se depolarizira, nema razlike značajnog naboja, u slučaju hiperpolarizacije događa se da stanica ima pozitivniji naboj od svoje u inozemstvu.

Kada neuron primi razne podražaje koji ga depolariziraju, svaki od njih uzrokuje progresivnu promjenu membranskog potencijala.

Nakon nekoliko njih dolazi se do točke da se potencijal membrane jako mijenja, čineći električni naboj unutar stanice vrlo pozitivnim, dok vanjski postaje negativan. Potencijal membrane u mirovanju je prekoračen, uzrokujući da je membrana više polarizirana nego što je normalno, ili hiperpolarizirana.

Ovaj fenomen se događa oko dvije milisekunde.. Nakon tog vrlo kratkog vremena, membrana se vraća na svoje normalne vrijednosti. Brzi preokret u membranskom potencijalu je sam po sebi ono što se naziva akcijski potencijal i predstavlja koji uzrokuje prijenos živčanog impulsa, u smjeru od aksona do terminalnog gumba dendriti.

Bibliografske reference:

• Cardinali, D.P. (2007). Primijenjena neuroznanost. Njegove osnove. Panamerican Medical Editorial. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Fiziologija ponašanja, 8. izdanje, Madrid: Pearson.
• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Rasprava o medicinskoj fiziologiji. 12. izdanje. McGraw Hill.
• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Načela neuroznanosti. Četvrto izdanje. McGraw-Hill Interamericana. Madrid.