Hvilemembranpotensial: hva det er og hvordan det påvirker nevroner

Nevroner er den grunnleggende enheten i nervesystemet vårt, og takket være deres arbeid er det mulig å overføre nerveimpuls slik at den når hjernestrukturer som lar oss tenke, huske, føle og mye lengre.

Men disse nevronene overfører ikke impulser hele tiden. Det er tider når de hviler. Det er i de øyeblikkene det skjer hvilemembranpotensial, et fenomen som vi forklarer mer detaljert nedenfor.

• Relatert artikkel: "Typer nevroner: egenskaper og funksjoner"

Hva er membranpotensial?

Før du forstår videre hvordan hvilemembranpotensialet produseres og hvordan det endres, er det nødvendig å forstå konseptet med membranpotensial.

For at to nerveceller skal utveksle informasjon det er nødvendig at de modifiserer spenningen til membranene sine, som vil resultere i et handlingspotensial. Med andre ord forstås aksjonspotensial som en serie endringer i membranen til det neuronale aksonet, som er den langstrakte strukturen til nevroner som fungerer som en kabel.

Endringer i membranspenningen innebærer også endringer i de fysisk-kjemiske egenskapene til denne strukturen. Dette gjør at det kan være endringer i nevronets permeabilitet, noe som gjør det lettere og vanskeligere for visse ioner å komme inn og ut.

Membranpotensial er definert som den elektriske ladningen på nervecellemembranen. Det er forskjellen mellom potensialet mellom innsiden og utsiden av nevronet..

Hva er hvilemembranpotensialet?

Hvilemembranpotensialet er et fenomen som oppstår når nervecellemembranen ikke endres av aksjonspotensialer, verken eksitatorisk eller hemmende. Nevronet signaliserer ikke, det vil si at det ikke sender noen form for signal til andre nerveceller som det er koblet til, og derfor er det i en hviletilstand.

hvilepotensial bestemmes av konsentrasjonsgradientene til ionene, både innenfor og utenfor nevronet, og permeabiliteten til membranen ved å la disse samme kjemiske elementene passere gjennom, eller ikke.

Når nevronmembranen er i hviletilstand, har innsiden av cellen en mer negativ ladning i forhold til utsiden. Normalt, i denne tilstanden, har membranen en spenning nær -70 mikrovolt (mV). Det vil si at innsiden av nevronet har 70 mV mindre enn utsiden, selv om det er verdt å nevne at denne spenningen kan variere mellom -30 mV og -90 mV. Dessuten på denne tiden det er flere natrium (Na) ioner utenfor nevronet og mer kalium (K) ioner inne i nevronet.

• Du kan være interessert i: "Handlingspotensial: hva er det og hva er dets faser?"

Hvordan produseres det i nevroner?

Nerveimpulsen er ikke annet enn utveksling av meldinger mellom nevroner via elektrokjemiske midler. Det vil si når forskjellige kjemiske stoffer kommer inn og forlater nevronene, og endrer gradienten til disse ionene i det indre og ytre miljøet til nervecellene, det produseres elektriske signaler. Siden ioner er ladede elementer, innebærer endringer i deres konsentrasjon i disse mediene også endringer i nevronmembranspenningen.

I nervesystemet er de viktigste ionene som kan finnes Na og K, selv om kalsium (Ca) og klor (Cl) også skiller seg ut. Na-, K- og Ca-ioner er positive, mens Cl er negativt. Nervemembranen er semipermeabel, og slipper selektivt noen ioner inn og ut.

Både utenfor og inne i nevronet, ionekonsentrasjoner prøver å balansere; Men som allerede nevnt gjør membranen dette vanskelig, siden den ikke lar alle ionene forlate eller komme inn på samme måte.

I hviletilstand krysser K-ioner den nevronale membranen relativt lett, mens Na- og Cl-ioner har større problemer med å passere gjennom. I løpet av denne tiden forhindrer nevronmembranen negativt ladede proteiner fra å forlate nevronale ytre. Hvilemembranpotensialet bestemmes av den ikke-ekvivalente fordelingen av ioner mellom det indre og ytre av cellen.

Et element av grunnleggende betydning i denne tilstanden er natrium-kalium-pumpen. Denne strukturen til nevronmembranen fungerer som en reguleringsmekanisme for konsentrasjonen av ioner inne i nervecellen. Det fungerer slik at for hver tre Na-ioner som forlater nevronet, kommer to K-ioner inn. Dette fører til at konsentrasjonen av Na-ioner blir høyere på utsiden og konsentrasjonen av K-ioner til å være høyere på innsiden.

Membranendringer i hvile

Selv om hovedtemaet i denne artikkelen er konseptet hvilemembranpotensial, er det nødvendig å forklare, veldig kort, hvordan endringer i membranpotensialet skjer mens nevronet er inne hvile. For at nerveimpulsen skal gis, er det nødvendig at hvilepotensialet endres. Det er to fenomener som oppstår slik at det elektriske signalet kan overføres: depolarisering og hyperpolarisering.

1. Depolarisering

I hvile har det indre av nevronet en elektrisk ladning i forhold til det ytre.

Men hvis elektrisk stimulering påføres denne nervecellen, det vil si å motta nerveimpulsen, påføres en positiv ladning til nevronet. Når du mottar en positiv ladning, cellen blir mindre negativ med hensyn til utsiden av nevronet, med nesten null ladning, og derfor senkes membranpotensialet.

2. hyperpolarisering

Hvis cellen i hviletilstand er mer negativ enn utsiden, og når den depolariseres, har den ingen forskjell med betydelig ladning, ved hyperpolarisering skjer det at cellen har en mer positiv ladning enn dens i utlandet.

Når nevronet mottar ulike stimuli som depolariserer det, hver av dem fører til at membranpotensialet endres gradvis.

Etter flere av dem er det nådd at membranpotensialet endrer seg mye, noe som gjør den elektriske ladningen inne i cellen veldig positiv, mens utsiden blir negativ. Hvilemembranpotensialet overskrides, noe som fører til at membranen blir mer polarisert enn normalt, eller hyperpolarisert.

Dette fenomenet oppstår i omtrent to millisekunder.. Etter den svært korte tidsperioden går membranen tilbake til sine normale verdier. Den raske reverseringen i membranpotensialet er i seg selv det som kalles aksjonspotensialet og er som forårsaker overføring av nerveimpulsen, i retning av aksonet til terminalknappen på dendritter.

Bibliografiske referanser:

• Cardinali, D.P. (2007). Anvendt nevrovitenskap. Dens grunnleggende. Panamerican Medical Editorial. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Atferdsfysiologi 8. utgave Madrid: Pearson.
• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Avhandling om medisinsk fysiologi. 12. utgave. McGraw Hill.
• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Prinsipper for nevrovitenskap. Fjerde utgave. McGraw-Hill Interamericana. Madrid.