Vilomembranpotential: vad det är och hur det påverkar neuroner

Neuroner är grundenheten i vårt nervsystem och tack vare deras arbete är det möjligt att överföra nervimpuls så att den når hjärnstrukturer som gör att vi kan tänka, minnas, känna och mycket ytterligare.

Men dessa neuroner sänder inte impulser hela tiden. Det finns tillfällen då de vilar. Det är under de stunderna det inträffar vilomembranpotential, ett fenomen som vi förklarar mer i detalj nedan.

• Relaterad artikel: "Typer av neuroner: egenskaper och funktioner"

Vad är membranpotential?

Innan man ytterligare förstår hur den vilande membranpotentialen produceras och hur den förändras, är det nödvändigt att förstå begreppet membranpotential.

För två nervceller att utbyta information det är nödvändigt att de modifierar spänningen på sina membran, vilket kommer att resultera i en handlingspotential. Med andra ord, aktionspotential förstås som en serie förändringar i membranet av det neuronala axonet, vilket är den långsträckta strukturen av neuroner som fungerar som en kabel.

Förändringar i membranspänningen innebär också förändringar i de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos denna struktur. Detta gör att det kan ske förändringar i nervcellens permeabilitet, vilket gör det lättare och svårare för vissa joner att komma in och ut.

Membranpotential definieras som den elektriska laddningen på nervcellsmembranet. Det är skillnaden mellan potentialen mellan insidan och utsidan av neuronen..

Vad är vilomembranpotentialen?

Vilomembranpotentialen är ett fenomen som uppstår när nervcellsmembranet inte förändras av aktionspotentialer, varken exciterande eller hämmande. Neuronen signalerar inte, det vill säga att den inte skickar någon typ av signal till andra nervceller som den är ansluten till och därför är den i ett vilotillstånd.

vilande potential bestäms av jonernas koncentrationsgradienter, både inuti och utanför neuronen, och membranets permeabilitet genom att tillåta samma kemiska element att passera igenom, eller inte.

När neuronmembranet är i vilotillstånd har insidan av cellen en mer negativ laddning i förhållande till utsidan. Normalt, i detta tillstånd, har membranet en spänning nära -70 mikrovolt (mV). Det vill säga att insidan av neuronen har 70 mV mindre än utsidan, även om det är värt att nämna att denna spänning kan variera mellan -30 mV och -90 mV. Dessutom vid denna tid det finns fler natrium (Na) joner utanför neuronen och fler kalium (K) joner inuti neuronen.

• Du kanske är intresserad av: "Handlingspotential: vad är det och vilka är dess faser?"

Hur produceras det i neuroner?

Nervimpulsen är inget annat än utbytet av meddelanden mellan neuroner via elektrokemiska medel. Det vill säga när olika kemiska ämnen kommer in i och lämnar neuronerna, förändrar gradienten av dessa joner i nervcellernas inre och yttre miljö, elektriska signaler alstras. Eftersom joner är laddade element, innebär förändringar i deras koncentration i dessa medier också förändringar i nervmembranets spänning.

I nervsystemet de viktigaste jonerna som kan hittas är Na och K, även om kalcium (Ca) och klor (Cl) också sticker ut. Na-, K- och Ca-joner är positiva, medan Cl är negativ. Nervmembranet är semipermeabelt och släpper selektivt in och ut vissa joner.

Både utanför och inuti neuronen, jonkoncentrationer försöker balansera; men som redan nämnts gör membranet detta svårt, eftersom det inte tillåter alla joner att lämna eller komma in på samma sätt.

I vilotillstånd passerar K-joner det neuronala membranet relativt lätt, medan Na- och Cl-joner har svårare att passera igenom. Under denna tid förhindrar det neuronala membranet negativt laddade proteiner från att lämna neuronens yttre. Vilomembranpotentialen bestäms av den icke-ekvivalenta fördelningen av joner mellan cellens inre och yttre.

Ett element av grundläggande betydelse under detta tillstånd är natrium-kaliumpumpen. Denna struktur av neuronmembranet fungerar som en reglerande mekanism för koncentrationen av joner inuti nervcellen. Det fungerar så att för varje tre Na-joner som lämnar neuronen kommer två K-joner in. Detta gör att koncentrationen av Na-joner blir högre på utsidan och koncentrationen av K-joner blir högre på insidan.

Membranförändringar i vila

Även om huvudtemat i denna artikel är begreppet vilande membranpotential, är det nödvändigt att förklara, mycket kortfattat, hur förändringar i membranpotential uppstår medan neuronen är inne vilar. För att nervimpulsen ska kunna ges är det nödvändigt att vilopotentialen ändras. Det finns två fenomen som uppstår så att den elektriska signalen kan överföras: depolarisering och hyperpolarisering.

1. Avpolarisering

I vila har nervcellens inre en elektrisk laddning i förhållande till det yttre.

Men om elektrisk stimulering appliceras på denna nervcell, det vill säga tar emot nervimpulsen, appliceras en positiv laddning på neuronen. När du får en positiv laddning, cellen blir mindre negativ med avseende på utsidan av neuronen, med nästan noll laddning, och därför sänks membranpotentialen.

2. hyperpolarisering

Om cellen i vilotillstånd är mer negativ än utsidan och när den depolariseras har den ingen skillnad av signifikant laddning, vid hyperpolarisering händer det att cellen har en mer positiv laddning än dess utomlands.

När neuronen tar emot olika stimuli som depolariserar den, var och en av dem gör att membranpotentialen förändras progressivt.

Efter flera av dem är punkten nådd att membranpotentialen förändras mycket, vilket gör den elektriska laddningen inuti cellen mycket positiv, medan utsidan blir negativ. Vilomembranpotentialen överskrids, vilket gör att membranet blir mer polariserat än normalt eller hyperpolariserat.

Detta fenomen inträffar under cirka två millisekunder.. Efter den mycket korta tidsperioden återgår membranet till sina normala värden. Den snabba omkastningen av membranpotentialen är i sig det som kallas aktionspotentialen och är den som orsakar överföringen av nervimpulsen i axonets riktning till terminalknappen på dendriter.

Bibliografiska referenser:

• Cardinali, D.P. (2007). Tillämpad neurovetenskap. Dess grunder. Panamerican Medical Editorial. Buenos Aires.
• Carlson, N. R. (2006). Beteendefysiologi 8:e upplagan Madrid: Pearson.
• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Avhandling om medicinsk fysiologi. 12:e upplagan. McGraw Hill.
• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principer för neurovetenskap. Fjärde upplagan. McGraw-Hill Interamericana. Madrid.