Atpūtas membrānas potenciāls: kas tas ir un kā tas ietekmē neironus

Neironi ir mūsu nervu sistēmas pamatvienība, un, pateicoties to darbam, ir iespējams pārraidīt nervu impulsu, lai tas sasniegtu smadzeņu struktūras, kas ļauj mums domāt, atcerēties, just un daudz ko citu tālāk.

Bet šie neironi nepārraida impulsus visu laiku. Ir brīži, kad viņi atpūšas. Tieši tajos brīžos tas notiek miera membrānas potenciāls, parādība, kuru mēs sīkāk izskaidrojam tālāk.

• Saistīts raksts: "Neironu veidi: īpašības un funkcijas"

Kas ir membrānas potenciāls?

Pirms tālāk izprast, kā tiek radīts miera stāvoklī esošais membrānas potenciāls un kā tas tiek mainīts, ir jāsaprot membrānas potenciāla jēdziens.

Lai divas nervu šūnas apmainītos ar informāciju ir nepieciešams, lai tie mainītu savu membrānu spriegumu, kas radīs darbības potenciālu. Citiem vārdiem sakot, darbības potenciāls tiek saprasts kā virkne izmaiņu neironu aksona membrānā, kas ir iegarena neironu struktūra, kas kalpo kā kabelis.

Membrānas sprieguma izmaiņas nozīmē arī izmaiņas šīs struktūras fizikāli ķīmiskajās īpašībās. Tas ļauj mainīt neirona caurlaidību, atvieglojot un apgrūtinot noteiktu jonu ienākšanu un izeju.

Membrānas potenciāls tiek definēts kā elektriskais lādiņš uz nervu šūnu membrānas. Tā ir atšķirība starp potenciālu starp neirona iekšpusi un ārpusi..

Kāds ir miera membrānas potenciāls?

Atpūtas membrānas potenciāls ir parādība, kas rodas, ja nervu šūnu membrānu nemaina darbības potenciāls, ne ierosinošs, ne inhibējošs. Neirons nesignalizē, tas ir, tas nesūta nekāda veida signālu citām nervu šūnām, ar kurām tas ir savienots, un tāpēc tas atrodas miera stāvoklī.

atpūtas potenciāls nosaka jonu koncentrācijas gradienti, gan neirona iekšpusē, gan ārpusē, un membrānas caurlaidību, ļaujot šiem pašiem ķīmiskajiem elementiem iziet cauri vai nē.

Kad neironu membrāna atrodas miera stāvoklī, šūnas iekšpusei ir negatīvāks lādiņš attiecībā pret ārpusi. Parasti šajā stāvoklī membrānas spriegums ir tuvu -70 mikrovoltiem (mV). Tas ir, neirona iekšpusē ir par 70 mV mazāks nekā ārpusē, lai gan ir vērts pieminēt, ka šis spriegums var svārstīties no -30 mV līdz -90 mV. Turklāt šajā laikā ārpus neirona ir vairāk nātrija (Na) jonu un vairāk kālija (K) jonu neirona iekšpusē.

• Jūs varētu interesēt: "Darbības potenciāls: kas tas ir un kādi ir tā posmi?"

Kā tas tiek ražots neironos?

Nervu impulss ir nekas cits kā ziņojumu apmaiņa starp neironiem, izmantojot elektroķīmiskos līdzekļus. Tas ir, kad dažādas ķīmiskās vielas nonāk neironos un atstāj tos, mainot šo jonu gradientu nervu šūnu iekšējā un ārējā vidē, tiek ražoti elektriskie signāli. Tā kā joni ir lādēti elementi, to koncentrācijas izmaiņas šajās vidēs nozīmē arī izmaiņas neironu membrānas spriegumā.

Nervu sistēmā galvenie sastopamie joni ir Na un K, lai gan izceļas arī kalcijs (Ca) un hlors (Cl). Na, K un Ca joni ir pozitīvi, savukārt Cl ir negatīvi. Nervu membrāna ir daļēji caurlaidīga, selektīvi ielaižot un izlaižot dažus jonus.

Gan neirona ārpusē, gan iekšpusē, jonu koncentrācija cenšas līdzsvarot; tomēr, kā jau minēts, membrāna to apgrūtina, jo neļauj visiem joniem iziet vai iekļūt vienādi.

Atpūtas stāvoklī K joni relatīvi viegli šķērso neironu membrānu, turpretim Na un Cl joniem ir grūtāk iziet cauri. Šajā laikā neironu membrāna neļauj negatīvi lādētiem proteīniem iziet no neirona ārpuses. Atpūtas membrānas potenciālu nosaka neekvivalents jonu sadalījums starp šūnas iekšpusi un ārpusi.

Būtisks elements šajā stāvoklī ir nātrija-kālija sūknis. Šī neironu membrānas struktūra kalpo kā regulējošs mehānisms jonu koncentrācijai nervu šūnā. Tas darbojas tā, ka uz katriem trim Na joniem, kas atstāj neironu, ienāk divi K joni. Tā rezultātā Na jonu koncentrācija ir augstāka ārpusē un K jonu koncentrācija ir augstāka iekšpusē.

Membrāna mainās miera stāvoklī

Lai gan šī raksta galvenā tēma ir miera membrānas potenciāla jēdziens, tas ir nepieciešams ļoti īsi paskaidrojiet, kā notiek izmaiņas membrānas potenciālā, kamēr neirons atrodas atpūšoties. Lai saņemtu nervu impulsu, ir jāmaina atpūtas potenciāls. Ir divas parādības, kas notiek, lai varētu pārraidīt elektrisko signālu: depolarizācija un hiperpolarizācija.

1. Depolarizācija

Miera stāvoklī neirona iekšpusei ir elektrisks lādiņš attiecībā pret ārpusi.

Taču, ja šai nervu šūnai tiek pielietota elektriskā stimulācija, tas ir, nervu impulsa saņemšana, neironam tiek pielikts pozitīvs lādiņš. Saņemot pozitīvu lādiņu, šūna kļūst mazāk negatīva attiecībā pret neirona ārpusi, ar gandrīz nulles lādiņu, un tāpēc membrānas potenciāls ir pazemināts.

2. hiperpolarizācija

Ja miera stāvoklī šūna ir negatīvāka nekā ārpuse un, kad tā depolarizējas, tai nav atšķirības nozīmīga lādiņa, hiperpolarizācijas gadījumā gadās, ka šūnai ir pozitīvāks lādiņš nekā tai ārzemēs.

Kad neirons saņem dažādus stimulus, kas to depolarizē, katrs no tiem izraisa pakāpeniskas membrānas potenciāla izmaiņas.

Pēc vairākiem no tiem tiek sasniegts punkts, ka membrānas potenciāls ļoti mainās, padarot elektrisko lādiņu šūnas iekšienē ļoti pozitīvu, bet ārpusi kļūstot negatīvu. Atpūtas membrānas potenciāls tiek pārsniegts, izraisot membrānas polarizāciju vairāk nekā parasti vai hiperpolarizāciju.

Šī parādība notiek apmēram divas milisekundes.. Pēc šī ļoti īsā laika perioda membrāna atgriežas normālās vērtībās. Ātrā membrānas potenciāla maiņa pati par sevi ir tā sauktā darbības potenciāls, un tā ir kas izraisa nervu impulsa pārraidi aksona virzienā uz termināla pogu dendriti.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Cardinali, D.P. (2007). Lietišķā neirozinātne. Tās pamati. Panamerikas medicīnas redakcija. Buenosairesa.
• Karlsons, N. R. (2006). Uzvedības fizioloģija 8. izdevums Madride: Pearson.
• Gaitons, C.A. & Hols, J.E. (2012) Traktāts par medicīnisko fizioloģiju. 12. izdevums. Makgreva kalns.
• Kandelis, E.R.; Švarcs, J.H. un Džesels, T.M. (2001). Neirozinātnes principi. Ceturtais izdevums. McGraw-Hill Interamericana. Madride.