КАКЪВ Е ПОТЕНЦИАЛЪТ НА МЕМБРАНАТА В ПОКОЙ? - GEOGRAFÍA - 2025

В покой мембранен потенциал или покой потенциал се случва, когато мембраната на неврон не се променя от стимулиращи или инхибиращи потенциали на действие. Тя възниква, когато невронът не изпраща никакъв сигнал, като е в момент на покой. Когато мембраната е в покой, вътрешността на клетката има отрицателен електрически заряд спрямо външната.

Потенциалът на мембраната в покой е приблизително -70 микроволта. Това означава, че вътрешността на неврона е със 70 mV по-малка от външната. Също така по това време има повече натриеви йони извън неврона и повече калиеви йони вътре в него.

Na + / K + -ATPase, както и ефектите от дифузията на участващите йони са основните механизми за поддържане на потенциала за почивка в мембраните на животинските клетки.

Какво означава мембранен потенциал?

За да могат два неврона да обменят информация, трябва да се даде потенциал за действие. Потенциалът за действие се състои от серия от промени в мембраната на аксона (удължаване или "жица" на неврона).

Тези промени водят до преминаване на различни химикали от аксона към течността около него, наречена извънклетъчна течност. Обмяната на тези вещества произвежда електрически токове.

Мембранният потенциал се определя като електрически заряд, съществуващ върху мембраната на нервните клетки. По-конкретно, тя се отнася до разликата в електрическия потенциал между вътрешността и външността на неврона.

Потенциалът на мембраната в покой предполага, че мембраната е относително неактивна, в покой. Няма потенциални действия, които да ви повлияят по това време.

За да изучат това, невролозите са използвали аксони от калмари поради големия си размер. За да ви дам представа, аксонът на това същество е сто пъти по-голям от най-големия аксон в бозайник.

Изследователите поставят гигантския аксон в контейнер с морска вода, така че той може да оцелее за няколко дни.

За да се измерват електрическите заряди, произведени от аксона и неговите характеристики, се използват два електрода. Един от тях може да осигурява електрически токове, докато друг служи за запис на съобщението от аксона. Използва се много фин тип електрод, за да се избегнат евентуални повреди на аксона, наречени микроелектрод.

Ако един електрод е поставен в морската вода, а друг е поставен вътре в аксона, се наблюдава, че последният има отрицателен заряд по отношение на външната течност. В този случай разликата в електрическия заряд е 70 mV.

Тази разлика се нарича мембранен потенциал. Ето защо се казва, че потенциалът на мембрана в покой на аксон на калмари е -70 mV.

Как се произвежда потенциалът на мембраната в покой?

Невроните обменят съобщения електрохимично. Това означава, че вътре и извън невроните има различни химикали, които, когато влизането им в нервните клетки се увеличава или намалява, те пораждат различни електрически сигнали.

Това се случва, защото тези химикали имат електрически заряд, поради което са известни като "йони".

Основните йони в нашата нервна система са натрий, калий, калций и хлор. Първите два съдържат положителен заряд, калцият има два положителни заряда, а хлорът има отрицателен заряд. В нервната ни система обаче има и някои отрицателно заредени протеини.

От друга страна е важно да се знае, че невроните са ограничени от мембрана. Това позволява на определени йони да достигнат до вътрешността на клетката и блокира преминаването на други. Ето защо се казва, че е полупропусклива мембрана.

Въпреки факта, че концентрациите на различните йони се опитват да балансират от двете страни на мембраната, той позволява само някои от тях да преминават през нейните йонни канали.

Когато има потенциал за мембрана в покой, калиевите йони могат лесно да преминат през мембраната. Натриевите и хлорни йони обаче по-трудно преминават през това време. В същото време мембраната пречи на отрицателно заредените протеинови молекули да напуснат вътрешността на неврона.

Освен това се стартира и натриево-калиевата помпа. Това е структура, която премества три натриеви йона от неврона за всеки два калиеви йона, които той въвежда в него. По този начин, при потенциала на мембраната в покой, се наблюдават повече натриеви йони отвън и повече калий вътре в клетката.

Промяна на потенциала на мембраната в покой

Въпреки това, за да се изпращат съобщения между невроните, трябва да настъпят промени в мембранния потенциал. Тоест, потенциалът за почивка трябва да бъде променен.

Това може да се случи по два начина: деполяризация или хиперполяризация. След това ще видим какво означава всеки от тях:

деполяризация

Да предположим, че в предишния случай изследователите поставят електрически стимулатор върху аксона, който променя потенциала на мембраната на определено място.

Тъй като вътрешността на аксона има отрицателен електрически заряд, ако на това място се положи положителен заряд, би възникнала деполяризация. По този начин разликата между електрическия заряд от външната и вътрешната страна на аксона би била намалена, което означава, че потенциалът на мембраната ще намалее.

При деполяризация мембранният потенциал става в покой, намалява към нула.

Хиперполяризиране

Като има предвид, че при хиперполяризация има увеличение на мембранния потенциал на клетката.

Когато се дават няколко деполяризиращи стимула, всеки от тях променя потенциала на мембраната малко повече. Когато достигне определена точка, може рязко да се обърне. Тоест вътрешността на аксона достига положителен електрически заряд, а външната става отрицателна.

В този случай потенциалът на мембраната в покой се превишава, което означава, че мембраната е хиперполяризирана (по-поляризирана от обикновено).

Целият процес може да отнеме около 2 милисекунди, след което потенциалът на мембраната се връща към нормалната си стойност.

Този феномен на бързо обръщане на мембранния потенциал е известен като потенциал за действие и включва предаване на съобщения през аксона към терминалния бутон. Стойността на напрежението, което произвежда потенциал за действие, се нарича "праг на възбуждане".

Препратки

1. Carlson, NR (2006). Физиология на поведението 8-и изд. Мадрид: Pearson.
2. Chudler, E. (nd). Светлини, камера, потенциал за действие. Произведено на 25 април 2017 г. от Вашингтонския факултет: fakultet.washington.edu/,
3. Потенциал за почивка (SF). Произведено на 25 април 2017 г. от Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Мембранен потенциал. (SF). Произведено на 25 април 2017 г. от Академия Хан: khanacademy.org.