Potensi membran istirahat: apa itu dan bagaimana pengaruhnya terhadap neuron

Neuron adalah unit dasar dari sistem saraf kita dan, berkat kerja mereka, dimungkinkan untuk mentransmisikan impuls saraf sehingga mencapai struktur otak yang memungkinkan kita untuk berpikir, mengingat, merasakan dan banyak lagi lebih jauh.

Tapi neuron ini tidak mengirimkan impuls sepanjang waktu. Ada kalanya mereka beristirahat. Pada saat-saat itulah saat itu terjadi potensial membran istirahat, sebuah fenomena yang kami jelaskan lebih rinci di bawah ini.

• Artikel terkait: "Jenis neuron: karakteristik dan fungsi"

Apa itu potensial membran?

Sebelum memahami lebih lanjut bagaimana potensial membran istirahat diproduksi dan bagaimana diubah, perlu dipahami konsep potensial membran.

Untuk dua sel saraf untuk bertukar informasi perlu bahwa mereka memodifikasi tegangan membran merekayang akan menghasilkan potensial aksi. Dengan kata lain, potensial aksi dipahami sebagai serangkaian perubahan pada membran akson neuron, yaitu struktur memanjang neuron yang berfungsi sebagai kabel.

Perubahan tegangan membran juga menyiratkan perubahan sifat fisikokimia dari struktur ini. Hal ini memungkinkan terjadinya perubahan permeabilitas neuron, sehingga lebih mudah dan lebih sulit bagi ion tertentu untuk masuk dan keluar.

Potensi membran didefinisikan sebagai muatan listrik pada membran sel saraf. Ini adalah perbedaan antara potensi antara bagian dalam dan bagian luar neuron..

Berapa potensial membran istirahat?

Potensi membran istirahat adalah fenomena yang terjadi ketika membran sel saraf tidak diubah oleh potensial aksi, baik rangsang maupun penghambatan. Neuron tidak memberi sinyal, yaitu, ia tidak mengirimkan jenis sinyal apa pun ke sel saraf lain yang terhubung dengannya dan, oleh karena itu, ia dalam keadaan istirahat.

potensi istirahat ditentukan oleh gradien konsentrasi ion, baik di dalam maupun di luar neuron, dan permeabilitas membran dengan membiarkan unsur-unsur kimia yang sama melewatinya, atau tidak.

Ketika membran neuron dalam keadaan istirahat, bagian dalam sel memiliki muatan yang lebih negatif dibandingkan bagian luar. Biasanya, dalam keadaan ini, membran memiliki tegangan mendekati -70 mikrovolt (mV). Artinya, bagian dalam neuron memiliki 70 mV lebih kecil dari bagian luar, meskipun perlu disebutkan bahwa tegangan ini dapat bervariasi antara -30 mV dan -90 mV. Apalagi saat ini ada lebih banyak ion natrium (Na) di luar neuron dan lebih banyak ion kalium (K) di dalam neuron.

• Anda mungkin tertarik pada: "Potensi aksi: apa itu dan apa fase-fasenya?"

Bagaimana itu diproduksi di neuron?

Impuls saraf tidak lebih dari pertukaran pesan antar neuron melalui sarana elektrokimia. Artinya, ketika zat kimia yang berbeda masuk dan keluar dari neuron, mengubah gradien ion ini di lingkungan internal dan eksternal sel saraf, dihasilkan sinyal listrik. Karena ion adalah elemen bermuatan, perubahan konsentrasinya di media ini juga menyiratkan perubahan tegangan membran saraf.

Dalam sistem saraf ion utama yang dapat ditemukan adalah Na dan K, meskipun kalsium (Ca) dan klorin (Cl) juga menonjol. Ion Na, K, dan Ca positif, sedangkan Cl negatif. Selaput saraf semi-permeabel, secara selektif membiarkan beberapa ion masuk dan keluar.

Baik di luar maupun di dalam neuron, konsentrasi ion mencoba untuk menyeimbangkan; namun, seperti yang telah disebutkan, membran mempersulit ini, karena tidak memungkinkan semua ion keluar atau masuk dengan cara yang sama.

Dalam keadaan istirahat, ion K melintasi membran saraf dengan relatif mudah, sedangkan ion Na dan Cl lebih sulit melewatinya. Selama waktu ini, membran saraf mencegah protein bermuatan negatif meninggalkan bagian luar saraf. Potensi membran istirahat ditentukan oleh distribusi ion yang tidak setara antara bagian dalam dan bagian luar sel.

Elemen yang sangat penting selama keadaan ini adalah pompa natrium-kalium. Struktur membran saraf ini berfungsi sebagai mekanisme pengaturan konsentrasi ion di dalam sel saraf. Ini bekerja sehingga untuk setiap tiga ion Na yang meninggalkan neuron, dua ion K masuk. Hal ini menyebabkan konsentrasi ion Na lebih tinggi di bagian luar dan konsentrasi ion K lebih tinggi di bagian dalam.

Membran berubah saat istirahat

Meskipun tema utama artikel ini adalah konsep potensial membran istirahat, hal itu perlu dilakukan jelaskan, dengan sangat singkat, bagaimana perubahan potensial membran terjadi saat neuron berada beristirahat. Agar impuls saraf diberikan, potensial istirahat perlu diubah. Ada dua fenomena yang terjadi agar sinyal listrik dapat ditransmisikan: depolarisasi dan hiperpolarisasi.

1. Depolarisasi

Saat istirahat, bagian dalam neuron memiliki muatan listrik sehubungan dengan bagian luarnya.

Namun, jika stimulasi listrik diterapkan ke sel saraf ini, yaitu menerima impuls saraf, muatan positif diterapkan ke neuron. Saat menerima muatan positif, sel menjadi kurang negatif sehubungan dengan bagian luar neuron, dengan muatan hampir nol, dan oleh karena itu potensial membran diturunkan.

2. hiperpolarisasi

Jika dalam keadaan istirahat sel lebih negatif daripada bagian luar dan, ketika terdepolarisasi, tidak ada perbedaan muatan yang signifikan, dalam kasus hiperpolarisasi terjadi bahwa sel memiliki muatan yang lebih positif daripada selnya luar negeri.

Ketika neuron menerima berbagai rangsangan yang mendepolarisasi itu, masing-masing menyebabkan potensial membran berubah secara progresif.

Setelah beberapa kali, tercapai titik di mana potensial membran banyak berubah, membuat muatan listrik di dalam sel menjadi sangat positif, sedangkan di luar menjadi negatif. Potensi membran istirahat terlampaui, menyebabkan membran menjadi lebih terpolarisasi dari biasanya, atau terhiperpolarisasi.

Fenomena ini terjadi sekitar dua milidetik.. Setelah periode waktu yang sangat singkat itu, membran kembali ke nilai normalnya. Pembalikan cepat dalam potensial membran itu sendiri disebut potensial aksi dan merupakan yang menyebabkan transmisi impuls saraf, ke arah akson ke tombol terminal dari dendrit.

Referensi bibliografi:

• Cardinali, D.P. (2007). Ilmu saraf terapan. Dasar-dasarnya. Editorial Medis Panamerican. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Fisiologi perilaku Edisi 8. Madrid: Pearson.
• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Risalah tentang Fisiologi Medis. edisi ke-12. Bukit McGraw.
• Kandel, ER; Schwartz, J.H. & Jessell, TM. (2001). Prinsip ilmu saraf. Edisi keempat. McGraw-Hill Interamericana. Madrid.