Spoczynkowy potencjał błony: co to jest i jak wpływa na neurony

Neurony są podstawową jednostką naszego układu nerwowego i dzięki ich pracy możliwe jest przekazywanie impuls nerwowy, aby dotarł do struktur mózgu, które pozwalają nam myśleć, pamiętać, czuć i wiele dalej.

Ale te neurony nie przekazują impulsów przez cały czas. Są chwile, kiedy odpoczywają. To właśnie w tych momentach to się dzieje spoczynkowy potencjał błonowy, zjawisko, które wyjaśnimy bardziej szczegółowo poniżej.

• Powiązany artykuł: „Rodzaje neuronów: charakterystyka i funkcje"

Co to jest potencjał błonowy?

Przed dalszym zrozumieniem, w jaki sposób wytwarzany jest spoczynkowy potencjał błonowy i jak jest on zmieniany, konieczne jest zrozumienie koncepcji potencjału błonowego.

Dla dwóch komórek nerwowych do wymiany informacji konieczne jest, aby modyfikowały napięcie swoich membran, co spowoduje powstanie potencjału czynnościowego. Innymi słowy, potencjał czynnościowy jest rozumiany jako seria zmian w błonie aksonu neuronu, który jest wydłużoną strukturą neuronów, która służy jako kabel.

Zmiany napięcia membrany implikują również zmiany właściwości fizykochemicznych tej struktury. Pozwala to na zmiany przepuszczalności neuronu, ułatwiając i utrudniając niektórym jonom wchodzenie i wychodzenie.

Potencjał błony definiuje się jako ładunek elektryczny na błonie komórki nerwowej. Jest to różnica między potencjałem między wnętrzem a zewnętrzem neuronu..

Jaki jest potencjał spoczynkowy błony?

Spoczynkowy potencjał błonowy jest zjawiskiem, które występuje, gdy błona komórki nerwowej nie jest zmieniana przez potencjały czynnościowe, ani pobudzające, ani hamujące. Neuron nie sygnalizuje, to znaczy nie wysyła żadnego rodzaju sygnału do innych komórek nerwowych, z którymi jest połączony, dlatego znajduje się w stanie spoczynku.

potencjał spoczynkowy jest określony przez gradienty stężeń jonów, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz neuronu, oraz przepuszczalność błony poprzez przepuszczanie lub nie przepuszczanie tych samych pierwiastków chemicznych.

Kiedy błona neuronu jest w stanie spoczynku, wnętrze komórki ma bardziej ujemny ładunek w stosunku do zewnątrz. Zwykle w tym stanie membrana ma napięcie bliskie -70 mikrowoltów (mV). Oznacza to, że wewnątrz neuronu jest o 70 mV mniej niż na zewnątrz, choć warto wspomnieć, że napięcie to może wahać się od -30 mV do -90 mV. Co więcej, w tym czasie jest więcej jonów sodu (Na) na zewnątrz neuronu i więcej jonów potasu (K) wewnątrz neuronu.

• Możesz być zainteresowany: "Potencjał czynnościowy: co to jest i jakie są jego fazy?"

Jak powstaje w neuronach?

Impuls nerwowy to nic innego jak wymiana wiadomości między neuronami za pomocą środków elektrochemicznych. Oznacza to, że różne substancje chemiczne wchodzą i opuszczają neurony, zmieniając gradient tych jonów w wewnętrznym i zewnętrznym środowisku komórek nerwowych, wytwarzane są sygnały elektryczne. Ponieważ jony są pierwiastkami naładowanymi, zmiany ich stężenia w tych ośrodkach implikują również zmiany napięcia błony neuronalnej.

W układzie nerwowym głównymi jonami, które można znaleźć, są Na i K, chociaż wyróżniają się również wapń (Ca) i chlor (Cl). Jony Na, K i Ca są dodatnie, podczas gdy Cl jest ujemne. Błona nerwowa jest półprzepuszczalna, selektywnie przepuszczając i wypuszczając niektóre jony.

Zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz neuronu, stężenia jonów próbują się zrównoważyć; jednakże, jak już wspomniano, membrana to utrudnia, ponieważ nie pozwala wszystkim jonom wyjść lub wejść w ten sam sposób.

W stanie spoczynku jony K przenikają przez błonę neuronu ze względną łatwością, podczas gdy jony Na i Cl mają większe problemy z przejściem. W tym czasie błona neuronalna zapobiega opuszczeniu neuronów przez ujemnie naładowane białka. Potencjał spoczynkowy błony jest określany przez nierównoważny rozkład jonów między wnętrzem a zewnętrzem komórki.

Elementem o fundamentalnym znaczeniu w tym stanie jest pompa sodowo-potasowa. Ta struktura błony neuronalnej służy jako mechanizm regulujący stężenie jonów wewnątrz komórki nerwowej. Tak to działa na każde trzy jony Na, które opuszczają neuron, wchodzą dwa jony K. Powoduje to, że stężenie jonów Na jest wyższe na zewnątrz, a stężenie jonów K wewnątrz.

Zmiany błony w spoczynku

Chociaż głównym tematem tego artykułu jest koncepcja spoczynkowego potencjału błonowego, jest to konieczne wyjaśnić bardzo krótko, w jaki sposób zachodzą zmiany potencjału błonowego, gdy neuron jest w środku spoczynkowy. Aby impuls nerwowy został podany, konieczna jest zmiana potencjału spoczynkowego. Istnieją dwa zjawiska, które zachodzą, aby sygnał elektryczny mógł zostać przesłany: depolaryzacja i hiperpolaryzacja.

1. Depolaryzacja

W spoczynku wnętrze neuronu ma ładunek elektryczny w stosunku do powierzchni zewnętrznej.

Jeśli jednak do tej komórki nerwowej zostanie zastosowana stymulacja elektryczna, to znaczy otrzymanie impulsu nerwowego, do neuronu zostanie przyłożony ładunek dodatni. Po otrzymaniu ładunku dodatniego, komórka staje się mniej ujemna w stosunku do zewnętrznej części neuronu, z prawie zerowym ładunkiem, a zatem potencjał błony jest obniżony.

2. hiperpolaryzacja

Jeśli w stanie spoczynku komórka jest bardziej ujemna niż na zewnątrz, a gdy ulega depolaryzacji, nie ma różnicy znacznego ładunku, w przypadku hiperpolaryzacji zdarza się, że komórka ma większy ładunek dodatni niż jej za granicą.

Kiedy neuron otrzymuje różne bodźce, które go depolaryzują, każdy z nich powoduje progresywną zmianę potencjału błonowego.

Po kilku z nich dochodzi do punktu, w którym potencjał błonowy bardzo się zmienia, powodując, że ładunek elektryczny wewnątrz komórki jest bardzo dodatni, podczas gdy na zewnątrz staje się ujemny. Potencjał spoczynkowy błony zostaje przekroczony, co powoduje, że błona jest bardziej spolaryzowana niż normalnie lub hiperspolaryzowana.

Zjawisko to występuje przez około dwie milisekundy.. Po tym bardzo krótkim czasie membrana powraca do swoich normalnych wartości. Gwałtowne odwrócenie potencjału błony samo w sobie jest tym, co nazywa się potencjałem czynnościowym i jest który powoduje przekazywanie impulsu nerwowego w kierunku aksonu do końcowego guzika dendryty.

Odniesienia bibliograficzne:

• Cardinali, DP (2007). Stosowana neuronauka. Jego podstawy. Panamerican Medical Editorial. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Fizjologia zachowania, wydanie 8. Madryt: Pearson.
• Guyton, Kalifornia & Hall, JE (2012) Traktat o fizjologii medycznej. 12. edycja. Wzgórze McGrawa.
• Kandel, ER; Schwartz, J.H. & Jessell, TM (2001). Zasady neuronauki. Czwarta edycja. McGraw-Hill Interamericana. Madryt.