Jaa:
Mikä on membraanipotentiaali levossa?
kalvopotentiaali levossa tai lepotilapotentiaali esiintyy, kun hermosolun kalvo ei muutu eksitatoristen tai inhiboivien vaikutuspotentiaalien avulla.
Se tapahtuu, kun neuroni ei lähetä mitään signaalia, sillä se on lepoaikana. Kun kalvo on levossa, solun sisäpuolella on negatiivinen sähkövaraus suhteessa ulkopuoleen.
Lepäämäinen kalvopotentiaali on noin -70 mikrovolttia. Tämä tarkoittaa sitä, että neuronin sisäpuoli on 70 mV vähemmän kuin ulkopuolella. Lisäksi tällä hetkellä on enemmän natriumioneja neuronin ulkopuolella ja enemmän kaliumioneja sen sisäpuolella.
Mitä tarkoittaa kalvopotentiaali??
Jotta kaksi neuronia vaihtaisi tietoa, on välttämätöntä, että annetaan potentiaalia. Toimintapotentiaali koostuu sarjasta muutoksia aksonikalvossa (neuronin pidentyminen tai "kaapeli")..
Nämä muutokset aiheuttavat erilaisia kemikaaleja siirtymään aksonin sisäpuolelta sen ympärillä olevaan nesteeseen, jota kutsutaan solunulkoiseksi nesteeksi. Näiden aineiden vaihtaminen tuottaa sähkövirtoja.
Kalvopotentiaali määritellään hermosolujen kalvon sähkövaraksi. Erityisesti se viittaa sähköisen potentiaalin eroon neuronin sisä- ja ulkopuolen välillä.
Membraani-potentiaali levossa viittaa siihen, että kalvo on suhteellisen inaktiivinen, lepo. Siellä ei ole mitään potentiaalia, joka vaikuttaisi sinuun.
Tämän tutkimiseksi neurotieteilijät ovat käyttäneet kalmari-aksoneja niiden suuren koon vuoksi. Ajatuksen saamiseksi tämän olennon aksoni on sata kertaa suurempi kuin nisäkkään suurin aksoni.
Tutkijat sijoittavat jättiläisen aksonin meriveden säiliöön, joten se voi selviytyä pari päivää.
Aksonin ja sen ominaisuuksien tuottamien sähkövarausten mittaamiseksi käytetään kahta elektrodia. Yksi niistä voi tarjota sähkövirtoja, kun taas toinen palvelee aksonin sanoman tallentamista. Hyvin ohutta elektrodia käytetään estämään aksonin vaurioituminen, jota kutsutaan mikroelektrodiksi.
Jos yksi elektrodi sijoitetaan merivesiin ja toinen akson sisään, havaitaan, että jälkimmäisellä on negatiivinen varaus ulkoisen nesteen suhteen. Tässä tapauksessa sähkökuorman ero on 70 mV.
Tätä eroa kutsutaan membraanipotentiaaliksi. Siksi se sanoo, että kalmari-aksonin hiljainen kalvopotentiaali on -70 mV.
Miten kalvopotentiaali on levossa?
Neuronit vaihtavat viestejä sähkökemian kautta. Tämä tarkoittaa, että hermosolujen sisällä ja ulkopuolella on erilaisia kemiallisia aineita, jotka, kun niiden tulo hermosoluihin kasvaa tai pienenee, aiheuttaa erilaisia sähköisiä signaaleja.
Tämä johtuu siitä, että näillä kemikaaleilla on sähkövaraus, minkä vuoksi niitä kutsutaan "ioneiksi".
Hermoston tärkeimmät ionit ovat natrium, kalium, kalsium ja kloori. Kaksi ensimmäistä sisältävät positiivisen varauksen, kalsiumilla on kaksi positiivista varausta ja kloori, negatiivinen. Hermostossa on kuitenkin myös joitakin proteiineja, jotka latautuvat negatiivisesti.
Toisaalta on tärkeää tietää, että neuronit rajoittuvat kalvolla. Tämä sallii tiettyjen ionien päästä solun sisälle ja estää muiden kulkua. Siksi sen sanotaan olevan puoliläpäisevä kalvo.
Vaikka eri ionien pitoisuudet pyrkivät tasapainottumaan kalvon molemmilla puolilla, se sallii vain joidenkin niiden kulkea ionikanaviensa läpi.
Kun kalvopotentiaalia on levossa, kaliumionit voivat helposti ylittää kalvon. Tällä hetkellä natrium- ja kloori-ioneilla on kuitenkin enemmän vaikeuksia kulkea. Samalla kalvo estää negatiivisesti varautuneiden proteiinimolekyylien poistumisen neuronin sisäpuolelta.
Lisäksi aloitetaan myös natriumkaliumipumppu. Se on rakenne, joka siirtää kolme natriumionia neuronin ulkopuolella jokaiselle sille tulevalle kaliumionille. Täten lepo- kalvopotentiaalissa havaitaan enemmän natriumioneja ulko- puolella ja enemmän kaliumia solun sisällä.
Membraanipotentiaalin muuttaminen levossa
Kuitenkin viestien lähettämiseksi hermosolujen välillä täytyy tapahtua muutoksia kalvopotentiaalissa. Toisin sanoen lepopotentiaalia on muutettava.
Tämä voi tapahtua kahdella tavalla depolarisoinnilla tai hyperpolarisoinnilla. Seuraavaksi näemme, mitä kukin niistä tarkoittaa:
depolarisaatio
Oletetaan, että edellisessä tapauksessa tutkijat sijoittavat aksoniin sähköstimulaattorin, joka muuttaa kalvopotentiaalia tietyssä paikassa.
Koska aksonin sisäpuolella on negatiivinen sähkövaraus, jos tässä paikassa käytetään positiivista varausta, tapahtuisi depolarisaatio. Siten ulkoisen ja aksonin sisäpuolisen sähkövaroituksen välinen ero vähenisi, mikä tarkoittaa, että kalvopotentiaali vähenisi.
Depolarisaatiossa membraanipotentiaali menee lepoon ja pienenee kohti nollaa.
hyperpolarisaatiosta
Vaikka hyperpolarisoinnissa solun membraanipotentiaali lisääntyy.
Kun annetaan useita depolarisoivia ärsykkeitä, kukin niistä muuttaa kalvopotentiaalia hieman enemmän. Kun se saavuttaa tietyn pisteen, se voidaan kääntää äkillisesti. Toisin sanoen aksonin sisäpuoli saavuttaa positiivisen sähkövaroituksen ja ulkopuolelta tulee negatiivinen.
Tässä tapauksessa kalvopotentiaali levossa ylittyy, mikä tarkoittaa, että kalvo on hyperpolarisoitu (tavallista polarisoitunut).
Koko prosessi voi kestää noin 2 millisekuntia ja sitten kalvopotentiaali palaa normaaliin arvoonsa.
Tämä kalvopotentiaalin nopean kääntämisen ilmiö tunnetaan toimintapotentiaalina, ja siihen kuuluu sanomien lähettäminen aksonin kautta päätepainikkeeseen. Toimintapotentiaalia tuottavan jännitteen arvoa kutsutaan "herätyskynnykseksi".
viittaukset
- Carlson, N.R. (2006). Käyttäytymisen fysiologia 8. painos Madrid: Pearson.
- Chudler, E. (s.f.). Valot, kamera, toimintamahdollisuus. Haettu 25. huhtikuuta 2017 Washingtonin tiedekunnasta: faculty.washington.edu/,
- Lepotilanne. (N.D.). Haettu 25. huhtikuuta 2017, Wikipediasta: en.wikipedia.org.
- Kalvopotentiaali. (N.D.). Haettu 25. huhtikuuta 2017, Khan Academy: khanacademy.org.