მემბრანის მოსვენების პოტენციალი: რა არის და როგორ მოქმედებს ის ნეირონებზე

ნეირონები ჩვენი ნერვული სისტემის ძირითადი ერთეულია და მათი მუშაობის წყალობით შესაძლებელია მისი გადაცემა ნერვული იმპულსი ისე, რომ ის აღწევს ტვინის სტრუქტურებს, რომლებიც გვაძლევს საშუალებას ვიფიქროთ, დავიმახსოვროთ, ვიგრძნოთ და ბევრი რამ უფრო.

მაგრამ ეს ნეირონები მუდმივად არ გადასცემენ იმპულსებს. არის დრო, როცა ისვენებენ. სწორედ იმ მომენტებში ხდება ის დასვენების მემბრანის პოტენციალიფენომენი, რომელსაც ქვემოთ უფრო დეტალურად განვმარტავთ.

• დაკავშირებული სტატია: "ნეირონების ტიპები: მახასიათებლები და ფუნქციები"

რა არის მემბრანის პოტენციალი?

სანამ გაიგებთ, თუ როგორ წარმოიქმნება და როგორ იცვლება მემბრანის პოტენციალი მოსვენებული, აუცილებელია მემბრანის პოტენციალის კონცეფციის გაგება.

ორი ნერვული უჯრედისთვის ინფორმაციის გაცვლა აუცილებელია მათი მემბრანების ძაბვის შეცვლა, რაც გამოიწვევს სამოქმედო პოტენციალს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მოქმედების პოტენციალი გაგებულია, როგორც ნეირონების აქსონის მემბრანის ცვლილებების სერია, რომელიც წარმოადგენს ნეირონების წაგრძელებულ სტრუქტურას, რომელიც ემსახურება როგორც კაბელს.

მემბრანის ძაბვის ცვლილებები ასევე გულისხმობს ცვლილებებს ამ სტრუქტურის ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებში. ეს საშუალებას იძლევა შეიცვალოს ნეირონის გამტარიანობა, რაც აადვილებს და ართულებს გარკვეული იონების შეღწევას და გამოსვლას.

მემბრანის პოტენციალი განისაზღვრება, როგორც ელექტრული მუხტი ნერვული უჯრედის მემბრანაზე. ეს არის განსხვავება პოტენციალს შორის ნეირონის შიგნითა და გარედან..

რა არის დასვენების მემბრანის პოტენციალი?

მოსვენებული მემბრანის პოტენციალი არის ფენომენი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც ნერვული უჯრედის მემბრანა არ იცვლება მოქმედების პოტენციალით, არც აღგზნებით და არც ინჰიბიტორებით. ნეირონი არ იძლევა სიგნალს, ანუ ის არ აგზავნის რაიმე ტიპის სიგნალს სხვა ნერვულ უჯრედებზე, რომლებთანაც არის დაკავშირებული და, შესაბამისად, ის მოსვენების მდგომარეობაშია.

დასვენების პოტენციალი განისაზღვრება იონების კონცენტრაციის გრადიენტებით, როგორც ნეირონის შიგნით, ისე მის გარეთ, და მემბრანის გამტარიანობა ამ იგივე ქიმიური ელემენტების გავლის გზით, თუ არა.

როდესაც ნეირონის მემბრანა მოსვენებულ მდგომარეობაშია, უჯრედის შიგნით უფრო უარყოფითი მუხტი აქვს გარედან. ჩვეულებრივ, ამ მდგომარეობაში, მემბრანას აქვს ძაბვა -70 მიკროვოლტთან (მვ). ანუ ნეირონის შიგნითა გარედან 70 მვ-ით ნაკლებია, თუმცა აღსანიშნავია, რომ ეს ძაბვა შეიძლება მერყეობდეს -30 მვ-დან -90 მვ-მდე. უფრო მეტიც, ამ დროს უფრო მეტი ნატრიუმის (Na) იონებია ნეირონის გარეთ და მეტი კალიუმის (K) იონები ნეირონის შიგნით.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "მოქმედების პოტენციალი: რა არის და რა ფაზები აქვს?"

როგორ წარმოიქმნება ის ნეირონებში?

ნერვული იმპულსი სხვა არაფერია, თუ არა ნეირონებს შორის შეტყობინებების გაცვლა ელექტროქიმიური საშუალებებით. ანუ, როდესაც სხვადასხვა ქიმიური ნივთიერებები შედიან და ტოვებენ ნეირონებს, ცვლის ამ იონების გრადიენტს ნერვული უჯრედების შიდა და გარე გარემოში, წარმოიქმნება ელექტრული სიგნალები. ვინაიდან იონები დამუხტული ელემენტებია, მათი კონცენტრაციის ცვლილებები ამ მედიაში ასევე გულისხმობს ნეირონული მემბრანის ძაბვის ცვლილებას.

ნერვულ სისტემაში ძირითადი იონები, რომლებიც შეიძლება მოიძებნოს არის Na და K, თუმცა ასევე გამოირჩევა კალციუმი (Ca) და ქლორი (Cl). Na, K და Ca იონები დადებითია, ხოლო Cl უარყოფითია. ნერვული მემბრანა ნახევრად გამტარია, შერჩევით უშვებს ზოგიერთ იონს შიგნით და გარეთ.

ნეირონის გარეთაც და შიგნითაც, იონის კონცენტრაცია ცდილობს დაბალანსდეს; თუმცა, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მემბრანა ართულებს ამას, რადგან ის არ აძლევს საშუალებას ყველა იონს დატოვოს ან შევიდეს ერთნაირად.

მოსვენებულ მდგომარეობაში, K იონები შედარებით მარტივად კვეთენ ნეირონულ მემბრანას, ხოლო Na და Cl იონებს უფრო მეტად უჭირთ გავლა. ამ დროის განმავლობაში ნეირონული მემბრანა ხელს უშლის უარყოფითად დამუხტულ ცილებს ნეირონების ექსტერიერიდან გასვლას. დასვენების მემბრანის პოტენციალი განისაზღვრება იონების არაექვივალენტური განაწილებით უჯრედის შიდა და გარე ნაწილებს შორის.

ამ მდგომარეობის დროს ფუნდამენტური მნიშვნელობის ელემენტია ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბო. ნეირონული მემბრანის ეს სტრუქტურა ემსახურება როგორც ნერვული უჯრედის შიგნით იონების კონცენტრაციის მარეგულირებელ მექანიზმს. მუშაობს ისე, რომ ყოველ სამ Na იონზე, რომელიც ტოვებს ნეირონს, შემოდის ორი K იონი. ეს იწვევს Na-ის იონების კონცენტრაციას უფრო მაღალი გარედან და K იონების კონცენტრაცია შიგნით.

მემბრანა იცვლება დასვენების დროს

მიუხედავად იმისა, რომ ამ სტატიის მთავარი თემაა მემბრანის მოსვენების პოტენციალის კონცეფცია, აუცილებელია ძალიან მოკლედ ახსენით, როგორ ხდება მემბრანის პოტენციალის ცვლილებები ნეირონის ყოფნისას დასვენება. იმისთვის, რომ ნერვული იმპულსი მიეცეს, აუცილებელია დასვენების პოტენციალის შეცვლა. არსებობს ორი ფენომენი, რომელიც ხდება ისე, რომ ელექტრული სიგნალი შეიძლება გადაიცეს: დეპოლარიზაცია და ჰიპერპოლარიზაცია.

1. დეპოლარიზაცია

დასვენების დროს ნეირონის შიგთავსს აქვს ელექტრული მუხტი ექსტერიერთან მიმართებაში.

თუმცა, თუ ამ ნერვულ უჯრედს მიმართავენ ელექტრული სტიმულაციას, ანუ ნერვული იმპულსის მიღებას, ნეირონს დადებითი მუხტი ედება. დადებითი მუხტის მიღებისას, უჯრედი ნაკლებად ნეგატიური ხდება ნეირონის გარე მიმართებით, თითქმის ნულოვანი მუხტით და შესაბამისად მცირდება მემბრანის პოტენციალი.

2. ჰიპერპოლარიზაცია

თუ მოსვენებულ მდგომარეობაში უჯრედი უფრო უარყოფითია, ვიდრე გარედან და დეპოლარიზებისას მას არ აქვს განსხვავება. მნიშვნელოვანი მუხტი, ჰიპერპოლარიზაციის შემთხვევაში ხდება, რომ უჯრედს უფრო დადებითი მუხტი აქვს ვიდრე მას საზღვარგარეთ.

როდესაც ნეირონი იღებს სხვადასხვა სტიმულს, რომელიც ახდენს მას დეპოლარიზაციას, თითოეული მათგანი იწვევს მემბრანის პოტენციალის თანდათანობით ცვლილებას.

რამდენიმე მათგანის შემდეგ მიიღწევა ის ფაქტი, რომ მემბრანის პოტენციალი ძალიან იცვლება, რის გამოც უჯრედის შიგნით ელექტრული მუხტი ძალიან დადებითად ხდება, ხოლო გარეთა ხდება უარყოფითი. მოსვენების მემბრანის პოტენციალის გადაჭარბება ხდება, რაც იწვევს მემბრანის უფრო პოლარიზებას, ვიდრე ნორმალურზე, ან ჰიპერპოლარიზაციას.

ეს ფენომენი დაახლოებით ორი მილიწამის განმავლობაში ხდება.. ამ ძალიან მოკლე პერიოდის შემდეგ, მემბრანა უბრუნდება ნორმალურ მნიშვნელობებს. მემბრანული პოტენციალის სწრაფი შებრუნება არის ის, რასაც მოქმედების პოტენციალი ჰქვია და არის რაც იწვევს ნერვული იმპულსის გადაცემას აქსონის მიმართულებით ტერმინალურ ღილაკზე დენდრიტები.

ბიბლიოგრაფიული ცნობები:

• კარდინალი, დ.პ. (2007). გამოყენებითი ნეირომეცნიერება. მისი საფუძვლები. Panamerican სამედიცინო რედაქცია. ბუენოს აირესი.
• კარლსონი, ნ. რ. (2006). ქცევის ფიზიოლოგია 8th Ed. Madrid: Pearson.
• გაიტონი, კ.ა. & ჰოლი, ჯ.ე. (2012) ტრაქტატი სამედიცინო ფიზიოლოგიის შესახებ. მე-12 გამოცემა. მაკგრო ჰილი.
• კანდელი, ე.რ. შვარცი, ჯ. & ჯესელი, თ.მ. (2001). ნეირომეცნიერების პრინციპები. მეოთხე გამოცემა. McGraw-Hill Interamericana. მადრიდი.