Pokojový membránový potenciál: čo to je a ako ovplyvňuje neuróny

Neuróny sú základnou jednotkou nášho nervového systému a vďaka ich práci je možné prenášať tzv nervový impulz, aby sa dostal do mozgových štruktúr, ktoré nám umožňujú myslieť, pamätať si, cítiť a veľa ďalej.

Ale tieto neuróny neprenášajú impulzy stále. Sú chvíle, keď odpočívajú. Práve v týchto chvíľach sa to deje pokojový membránový potenciál, jav, ktorý podrobnejšie vysvetlíme nižšie.

• Súvisiaci článok: "Typy neurónov: vlastnosti a funkcie"

Čo je membránový potenciál?

Pred ďalším pochopením toho, ako sa vytvára pokojový membránový potenciál a ako sa mení, je potrebné pochopiť koncept membránového potenciálu.

Aby si dve nervové bunky vymieňali informácie je potrebné, aby upravovali napätie svojich membrán, čo bude mať za následok akčný potenciál. Inými slovami, akčný potenciál sa chápe ako séria zmien v membráne neurónového axónu, čo je predĺžená štruktúra neurónov, ktorá slúži ako kábel.

Zmeny membránového napätia tiež znamenajú zmeny vo fyzikálno-chemických vlastnostiach tejto štruktúry. To umožňuje zmeny v permeabilite neurónu, čo uľahčuje a sťažuje vstup a výstup určitých iónov.

Membránový potenciál je definovaný ako elektrický náboj na membráne nervových buniek. Je to rozdiel medzi potenciálom medzi vnútrom a vonkajškom neurónu..

Aký je pokojový membránový potenciál?

Pokojový membránový potenciál je jav, ktorý nastáva, keď membrána nervových buniek nie je zmenená akčnými potenciálmi, ani excitačnými, ani inhibičnými. Neurón nesignalizuje, to znamená, že neposiela žiadny typ signálu do iných nervových buniek, s ktorými je spojený, a preto je v stave pokoja.

oddychový potenciál je určená koncentračnými gradientmi iónov, vnútri aj mimo neurónu, a priepustnosť membrány tým, že umožní tým istým chemickým prvkom prejsť, alebo nie.

Keď je neurónová membrána v pokojovom stave, vnútro bunky má zápornejší náboj v porovnaní s vonkajším. Normálne má membrána v tomto stave napätie blízke -70 mikrovoltov (mV). To znamená, že vnútro neurónu má o 70 mV menej ako vonkajšok, aj keď stojí za zmienku, že toto napätie sa môže pohybovať medzi -30 mV a -90 mV. Navyše v tejto dobe mimo neurónu je viac iónov sodíka (Na) a vo vnútri neurónu viac iónov draslíka (K)..

• Mohlo by vás zaujímať: "Akčný potenciál: čo to je a aké sú jeho fázy?"

Ako vzniká v neurónoch?

Nervový impulz nie je nič iné ako výmena správ medzi neurónmi prostredníctvom elektrochemických prostriedkov. To znamená, že keď rôzne chemické látky vstupujú a opúšťajú neuróny, meniace gradient týchto iónov vo vnútornom a vonkajšom prostredí nervových buniek, vznikajú elektrické signály. Pretože ióny sú nabité prvky, zmeny v ich koncentrácii v týchto médiách tiež znamenajú zmeny v napätí neurónovej membrány.

V nervovom systéme sú hlavnými iónmi, ktoré možno nájsť, Na a K, aj keď vápnik (Ca) a chlór (Cl) tiež vynikajú. Ióny Na, K a Ca sú kladné, zatiaľ čo Cl je záporné. Nervová membrána je polopriepustná, selektívne prepúšťa niektoré ióny dovnútra a von.

Vonku aj vo vnútri neurónu, koncentrácie iónov sa snažia vyrovnať; avšak, ako už bolo spomenuté, membrána to sťažuje, pretože neumožňuje všetkým iónom opustiť alebo vstúpiť rovnakým spôsobom.

V pokojovom stave ióny K prechádzajú cez neurónovú membránu relatívne ľahko, zatiaľ čo ióny Na a Cl majú väčší problém s prechodom. Počas tejto doby neurónová membrána bráni negatívne nabitým proteínom opustiť vonkajší povrch neurónov. Pokojový membránový potenciál je určený neekvivalentnou distribúciou iónov medzi vnútrom a vonkajškom bunky.

Prvok zásadného významu v tomto stave je sodno-draslíková pumpa. Táto štruktúra neurónovej membrány slúži ako regulačný mechanizmus na koncentráciu iónov vo vnútri nervovej bunky. Funguje to tak na každé tri Na ióny, ktoré opustia neurón, vstúpia dva K ióny. To spôsobuje, že koncentrácia iónov Na je vyššia na vonkajšej strane a koncentrácia iónov K je vyššia vo vnútri.

Membrána sa v pokoji mení

Hoci hlavnou témou tohto článku je koncept pokojového membránového potenciálu, je potrebné vysvetlite veľmi stručne, ako dochádza k zmenám membránového potenciálu, keď je neurón v ňom odpočívajúci. Aby sa nervový impulz dostal, je potrebné, aby sa zmenil pokojový potenciál. Existujú dva javy, ktoré sa vyskytujú, aby sa elektrický signál mohol prenášať: depolarizácia a hyperpolarizácia.

1. Depolarizácia

V pokoji má vnútro neurónu elektrický náboj vzhľadom na exteriér.

Ak sa však na túto nervovú bunku aplikuje elektrická stimulácia, to znamená, že prijme nervový impulz, na neurón sa aplikuje kladný náboj. Pri prijatí kladného náboja, bunka sa stáva menej negatívnou vzhľadom na vonkajšok neurónus takmer nulovým nábojom, a preto je membránový potenciál znížený.

2. hyperpolarizácia

Ak je bunka v pokojovom stave negatívnejšia ako vonkajšia a keď sa depolarizuje, nemá rozdiel výrazného náboja, v prípade hyperpolarizácie sa stáva, že bunka má kladnejší náboj ako jej v zahraničí.

Keď neurón dostane rôzne stimuly, ktoré ho depolarizujú, každý z nich spôsobuje progresívnu zmenu membránového potenciálu.

Po niekoľkých z nich sa dosiahne bod, že membránový potenciál sa veľmi zmení, čím sa elektrický náboj vo vnútri bunky stane veľmi pozitívnym, zatiaľ čo vonkajší sa stane negatívnym. Pokojový membránový potenciál je prekročený, čo spôsobuje, že membrána je viac polarizovaná ako normálne alebo hyperpolarizovaná.

Tento jav nastáva približne dve milisekundy.. Po tomto veľmi krátkom čase sa membrána vráti na svoje normálne hodnoty. Rýchly obrat membránového potenciálu je sám osebe tým, čo sa nazýva akčný potenciál a je ktorý spôsobuje prenos nervového vzruchu v smere axónu na koncové tlačidlo dendrity.

Bibliografické odkazy:

• Cardinali, D.P. (2007). Aplikovaná neuroveda. Jej základy. Panamerican Medical Editorial. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Fyziológia správania 8. vydanie Madrid: Pearson.
• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Pojednanie o lekárskej fyziológii. 12. vydanie. McGraw Hill.
• Kandel, E. R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Princípy neurovedy. Štvrté vydanie. McGraw-Hill Interamericana. Madrid.