ศักยภาพของเยื่อพักตัว: มันคืออะไรและส่งผลต่อเซลล์ประสาทอย่างไร

เซลล์ประสาทเป็นหน่วยพื้นฐานของระบบประสาทของเรา และต้องขอบคุณการทำงานของมัน จึงสามารถถ่ายทอด กระแสประสาทส่งไปถึงโครงสร้างสมองที่ทำให้เราสามารถคิด จดจำ รู้สึก และอื่นๆ ไกลออกไป.

แต่เซลล์ประสาทเหล่านี้ไม่ได้ส่งแรงกระตุ้นตลอดเวลา มีบางครั้งที่พวกเขาพักผ่อน มันเป็นช่วงเวลาเหล่านั้นเมื่อมันเกิดขึ้น ศักยภาพของเยื่อพักตัวปรากฏการณ์ซึ่งเราจะอธิบายในรายละเอียดด้านล่าง

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ประเภทของเซลล์ประสาท: ลักษณะและหน้าที่"

ศักยภาพของเมมเบรนคืออะไร?

ก่อนที่จะทำความเข้าใจเพิ่มเติมว่าศักย์ของเยื่อพักตัวเกิดขึ้นได้อย่างไรและมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร จำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดของศักย์ของเยื่อพัก

สำหรับเซลล์ประสาท 2 เซลล์ในการแลกเปลี่ยนข้อมูล จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งจะส่งผลให้เกิดศักยภาพในการดำเนินการ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ศักยภาพในการดำเนินการเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นชุดของการเปลี่ยนแปลงในเยื่อหุ้มของแอกซอนของเซลล์ประสาท ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ยาวขึ้นของเซลล์ประสาทที่ทำหน้าที่เป็นสายเคเบิล

การเปลี่ยนแปลงของแรงดันเมมเบรนยังบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของโครงสร้างนี้ด้วย สิ่งนี้ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงในการซึมผ่านของเซลล์ประสาท ทำให้ไอออนบางตัวเข้าและออกได้ง่ายและยากขึ้น

ศักยภาพของเมมเบรนหมายถึงประจุไฟฟ้าบนเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท มันคือความแตกต่างระหว่างศักยภาพระหว่างภายในและภายนอกของเซลล์ประสาท.

ศักยภาพของเยื่อพักตัวคืออะไร?

ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ขณะพักเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทไม่ถูกเปลี่ยนแปลงโดยศักยะงาน ไม่ใช่ทั้งแบบกระตุ้นและแบบยับยั้ง เซลล์ประสาทไม่ส่งสัญญาณ กล่าวคือ มันไม่ได้ส่งสัญญาณชนิดใดๆ ไปยังเซลล์ประสาทอื่นๆ ที่เชื่อมต่อด้วย ดังนั้นจึงอยู่ในสถานะพัก

ศักยภาพในการพักผ่อน ถูกกำหนดโดยการไล่ระดับความเข้มข้นของไอออนทั้งภายในและภายนอกเซลล์ประสาทและการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์โดยปล่อยให้องค์ประกอบทางเคมีเดียวกันนี้ผ่านได้หรือไม่

เมื่อเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทอยู่ในสภาวะพัก ภายในเซลล์จะมีประจุลบมากกว่าภายนอก โดยปกติในสถานะนี้ เมมเบรนจะมีแรงดันไฟฟ้าใกล้เคียงกับ -70 ไมโครโวลต์ (mV) นั่นคือ ด้านในของเซลล์ประสาทมีค่าน้อยกว่าด้านนอก 70 มิลลิโวลต์ แม้ว่าควรกล่าวถึงว่าแรงดันไฟฟ้านี้อาจแตกต่างกันระหว่าง -30 มิลลิโวลต์และ -90 มิลลิโวลต์ อีกทั้งในเวลานี้ มีโซเดียม (Na) ไอออนนอกเซลล์ประสาทมากขึ้น และมีไอออนโพแทสเซียม (K) มากขึ้นภายในเซลล์ประสาท.

• คุณอาจจะสนใจ: "ศักยภาพในการดำเนินการ: มันคืออะไรและระยะของมันคืออะไร?"

มันผลิตในเซลล์ประสาทได้อย่างไร?

แรงกระตุ้นของเส้นประสาทไม่มีอะไรมากไปกว่าการแลกเปลี่ยนข้อความระหว่างเซลล์ประสาทด้วยวิธีเคมีไฟฟ้า นั่นคือเมื่อสารเคมีต่าง ๆ เข้าและออกจากเซลล์ประสาท การเปลี่ยนแปลงการไล่ระดับสีของไอออนเหล่านี้ในสภาพแวดล้อมภายในและภายนอกของเซลล์ประสาท สัญญาณไฟฟ้าถูกผลิตขึ้น. เนื่องจากไอออนเป็นองค์ประกอบที่มีประจุ การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นในตัวกลางเหล่านี้จึงบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทด้วย

ในระบบประสาท ไอออนหลักที่พบได้คือ Na และ K แม้ว่าแคลเซียม (Ca) และคลอรีน (Cl) ก็โดดเด่นเช่นกัน ไอออน Na, K และ Ca มีค่าเป็นบวก ในขณะที่ Cl มีค่าเป็นลบ เยื่อหุ้มประสาทเป็นแบบกึ่งซึมผ่านได้ โดยเลือกให้ไอออนบางส่วนเข้าและออก

ทั้งภายนอกและภายในเซลล์ประสาท ความเข้มข้นของไอออนพยายามที่จะสมดุล; อย่างไรก็ตาม ดังที่กล่าวไปแล้ว เมมเบรนทำให้สิ่งนี้ยาก เนื่องจากมันไม่อนุญาตให้ไอออนทั้งหมดออกหรือเข้าไปในลักษณะเดียวกัน

ในสถานะพัก K ไอออนข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่ไอออน Na และ Cl มีปัญหาในการผ่านมากกว่า ในช่วงเวลานี้ เยื่อหุ้มเซลล์ประสาทจะป้องกันไม่ให้โปรตีนที่มีประจุลบหลุดออกจากเซลล์ประสาทภายนอก ศักยภาพของเยื่อพักถูกกำหนดโดยการกระจายตัวของไอออนที่ไม่เท่ากันระหว่างภายในและภายนอกเซลล์

องค์ประกอบที่สำคัญพื้นฐานในสถานะนี้คือปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทนี้ทำหน้าที่เป็นกลไกควบคุมความเข้มข้นของไอออนภายในเซลล์ประสาท มันใช้งานได้อย่างนั้น สำหรับทุกๆ สาม Na ไอออนที่ออกจากเซลล์ประสาท ไอออน K สองตัวจะเข้าไป. สิ่งนี้ทำให้ความเข้มข้นของไอออน Na สูงขึ้นที่ด้านนอกและความเข้มข้นของ K ไอออนจะสูงขึ้นที่ด้านใน

การเปลี่ยนแปลงของเมมเบรนที่เหลือ

แม้ว่าหัวข้อหลักของบทความนี้คือแนวคิดเรื่องศักยภาพของเยื่อพักตัว แต่ก็จำเป็นต้องทำ อธิบายสั้น ๆ ว่าการเปลี่ยนแปลงของศักย์เยื่อหุ้มเซลล์เกิดขึ้นได้อย่างไรในขณะที่เซลล์ประสาทอยู่ พักผ่อน. เพื่อให้ได้รับแรงกระตุ้นของเส้นประสาทจำเป็นต้องเปลี่ยนศักยภาพในการพัก มีสองปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเพื่อให้สามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าได้: ดีโพลาไรเซชันและไฮเปอร์โพลาไรเซชัน

1. โพลาไรเซชัน

ขณะพัก ภายในของเซลล์ประสาทจะมีประจุไฟฟ้าเทียบกับภายนอก

อย่างไรก็ตาม ถ้าใช้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้ากับเซลล์ประสาทนี้ ซึ่งก็คือการรับกระแสประสาท ประจุไฟฟ้าบวกจะถูกนำไปใช้กับเซลล์ประสาท เมื่อได้รับประจุบวก เซลล์จะกลายเป็นเชิงลบน้อยลงเมื่อเทียบกับภายนอกเซลล์ประสาทโดยมีประจุเกือบเป็นศูนย์ ดังนั้น ศักยภาพของเมมเบรนจึงลดลง

2. ไฮเปอร์โพลาไรเซชัน

หากอยู่ในสถานะพักเซลล์จะมีค่าเป็นลบมากกว่าภายนอก และเมื่อเซลล์กลับขั้ว จะไม่มีความแตกต่าง ของประจุที่มีนัยสำคัญ ในกรณีของไฮเปอร์โพลาไรเซชัน มันเกิดขึ้นที่เซลล์มีประจุบวกมากกว่าเซลล์ของมัน ต่างประเทศ.

เมื่อเซลล์ประสาทได้รับสิ่งเร้าต่างๆ แต่ละคนทำให้ศักยภาพของเมมเบรนเปลี่ยนแปลงไปเรื่อย ๆ.

หลังจากดำเนินการหลายครั้ง ถึงจุดที่ศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์เปลี่ยนไปมาก ทำให้ประจุไฟฟ้าภายในเซลล์เป็นบวก ในขณะที่ภายนอกกลายเป็นลบ เกินศักยภาพของเยื่อพัก ทำให้เยื่อมีขั้วมากกว่าปกติ หรือมีโพลาไรซ์มากเกินไป

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นประมาณสองมิลลิวินาที. หลังจากช่วงเวลาสั้น ๆ เมมเบรนจะกลับสู่ค่าปกติ การกลับตัวอย่างรวดเร็วของศักย์เยื่อหุ้มเซลล์คือสิ่งที่เรียกว่าศักยะงานและเป็น ที่ทำให้เกิดการส่งกระแสประสาทในทิศทางของแอกซอนไปยังปุ่มปลายของ เดนไดรต์

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• คาร์ดินาลี, D.P. (2550). ประสาทวิทยาศาสตร์ประยุกต์. พื้นฐานของมัน บทบรรณาธิการทางการแพทย์ของ Panamerican บัวโนสไอเรส.
• คาร์ลสัน, เอ็น. ร. (2006). สรีรวิทยาของพฤติกรรม 8th Ed. Madrid: Pearson.
• กายตัน, แคลิฟอร์เนีย & ฮอลล์, เจ.อี. (2555) บทความเกี่ยวกับสรีรวิทยาทางการแพทย์. พิมพ์ครั้งที่ 12 แมคกรอว์ ฮิลล์
• คันเดล ER; ชวาร์ตซ์, เจ. เอช. & เจสเซล ที.เอ็ม. (2544). หลักการประสาทวิทยาศาสตร์. พิมพ์ครั้งที่สี่. McGraw-Hill Interamericana มาดริด.