Potențialul membranei de repaus: ce este și cum afectează neuronii

Neuronii sunt unitatea de bază a sistemului nostru nervos și, datorită muncii lor, este posibil să se transmită impulsul nervos astfel încât să ajungă la structurile creierului care ne permit să gândim, să ne amintim, să simțim și multe mai departe.

Dar acești neuroni nu transmit impulsuri tot timpul. Sunt momente când se odihnesc. Este în acele momente când apare potențial de repaus al membranei, fenomen pe care îl explicăm mai detaliat mai jos.

• Articol înrudit: "Tipuri de neuroni: caracteristici și funcții"

Ce este potențialul de membrană?

Înainte de a înțelege în continuare cum este produs potențialul de membrană de repaus și cum este modificat, este necesar să înțelegem conceptul de potențial de membrană.

Pentru ca două celule nervoase să facă schimb de informații este necesar ca acestea să modifice tensiunea membranelor lor, ceea ce va avea ca rezultat un potențial de acțiune. Cu alte cuvinte, potențialul de acțiune este înțeles ca o serie de modificări ale membranei axonului neuronal, care este structura alungită a neuronilor care servește drept cablu.

Modificările tensiunii membranei implică, de asemenea, modificări ale proprietăților fizico-chimice ale acestei structuri. Acest lucru permite să existe modificări ale permeabilității neuronului, făcând mai ușor și mai dificilă intrarea și ieșirea anumitor ioni.

Potențialul de membrană este definit ca sarcina electrică de pe membrana celulelor nervoase. Este diferența dintre potențialul dintre interiorul și exteriorul neuronului..

Care este potențialul membranei de repaus?

Potențialul de membrană de repaus este un fenomen care apare atunci când membrana celulelor nervoase nu este alterată de potențiale de acțiune, nici excitatorii, nici inhibitorii. Neuronul nu semnalează, adică nu trimite niciun tip de semnal către alte celule nervoase la care este conectat și, prin urmare, se află în stare de repaus.

potenţial de odihnă este determinată de gradienții de concentrație ai ionilor, atât în ​​interiorul, cât și în exteriorul neuronului, și permeabilitatea membranei, permițând sau nu trecerea acestor elemente chimice.

Când membrana neuronului este în stare de repaus, interiorul celulei are o sarcină mai negativă față de exterior. În mod normal, în această stare, membrana are o tensiune apropiată de -70 microvolți (mV). Adică interiorul neuronului are cu 70 mV mai puțin decât exteriorul, deși este de menționat că această tensiune poate varia între -30 mV și -90 mV. Mai mult, în acest moment există mai mulți ioni de sodiu (Na) în afara neuronului și mai mulți ioni de potasiu (K) în interiorul neuronului.

• Te-ar putea interesa: "Potențial de acțiune: ce este și care sunt fazele sale?"

Cum se produce în neuroni?

Impulsul nervos nu este altceva decât schimbul de mesaje între neuroni prin mijloace electrochimice. Adică, atunci când diferite substanțe chimice intră și ies din neuroni, modificând gradientul acestor ioni în mediul intern și extern al celulelor nervoase, se produc semnale electrice. Deoarece ionii sunt elemente încărcate, modificările concentrației lor în aceste medii implică și modificări ale tensiunii membranei neuronale.

În sistemul nervos principalii ioni care pot fi găsiți sunt Na și K, deși se evidențiază și calciul (Ca) și clorul (Cl). Ionii de Na, K și Ca sunt pozitivi, în timp ce Cl este negativ. Membrana nervoasă este semi-permeabilă, lăsând selectiv niște ioni să intre și să iasă.

Atât în ​​afara cât și în interiorul neuronului, concentrațiile ionilor încearcă să se echilibreze; totuși, așa cum sa menționat deja, membrana face acest lucru dificil, deoarece nu permite tuturor ionilor să iasă sau să intre în același mod.

În starea de repaus, ionii de K traversează membrana neuronală cu relativă ușurință, în timp ce ionii de Na și Cl au mai multe probleme în trecere. În acest timp, membrana neuronală împiedică proteinele încărcate negativ să părăsească exteriorul neuronal. Potențialul membranei de repaus este determinat de distribuția neechivalentă a ionilor între interiorul și exteriorul celulei.

Un element de importanță fundamentală în această stare este pompa de sodiu-potasiu. Această structură a membranei neuronale servește ca mecanism de reglare pentru concentrarea ionilor în interiorul celulei nervoase. Funcționează astfel încât pentru fiecare trei ioni de Na care părăsesc neuronul intră doi ioni de K. Acest lucru face ca concentrația de ioni de Na să fie mai mare la exterior și concentrația de ioni de K să fie mai mare la interior.

Se modifică membrana în repaus

Deși tema principală a acestui articol este conceptul de potențial de membrană de repaus, este necesar explicați, foarte pe scurt, cum apar modificările potențialului membranei în timp ce neuronul este în interior odihnindu-se. Pentru ca impulsul nervos să fie dat, este necesar ca potențialul de repaus să fie modificat. Există două fenomene care apar astfel încât semnalul electric să poată fi transmis: depolarizarea și hiperpolarizarea.

1. Depolarizare

În repaus, interiorul neuronului are o sarcină electrică față de exterior.

Cu toate acestea, dacă acestei celule nervoase i se aplică stimulare electrică, adică primind impulsul nervos, neuronului i se aplică o sarcină pozitivă. Când primiți o sarcină pozitivă, celula devine mai puțin negativă în raport cu exteriorul neuronului, cu sarcină aproape nulă și, prin urmare, potențialul membranei este scăzut.

2. hiperpolarizare

Dacă în stare de repaus celula este mai negativă decât exteriorul și, atunci când se depolarizează, nu are diferență de sarcina semnificativa, in cazul hiperpolarizarii se intampla ca celula sa aiba o sarcina mai pozitiva decat a ei in strainatate.

Când neuronul primește diverși stimuli care îl depolarizează, fiecare dintre ele determină modificarea progresivă a potențialului membranei.

După mai multe dintre ele, se ajunge la punctul în care potențialul membranei se modifică foarte mult, făcând sarcina electrică din interiorul celulei foarte pozitivă, în timp ce exteriorul devine negativ. Potențialul membranei de repaus este depășit, ceea ce face ca membrana să fie mai polarizată decât în ​​mod normal sau hiperpolarizată.

Acest fenomen are loc timp de aproximativ două milisecunde.. După această perioadă foarte scurtă de timp, membrana revine la valorile normale. Inversarea rapidă a potențialului de membrană este în sine ceea ce se numește potențial de acțiune și este care determină transmiterea impulsului nervos, în direcția axonului către butonul terminal al dendrite.

Referințe bibliografice:

• Cardinali, D.P. (2007). Neuroștiința aplicată. Fundamentele sale. Editorial Medical Panamerican. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Fiziologia comportamentului Ed. a 8-a Madrid: Pearson.
• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Tratat de fiziologie medicală. ediția a XII-a. McGraw Hill.
• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principiile neuroștiinței. A patra editie. McGraw-Hill Interamericana. Madrid.