ЯКИЙ ПОТЕНЦІАЛ МЕМБРАНИ СПОКОЮ? - GEOGRAFÍA - 2025

Спокою мембранний потенціал або відпочиває потенціал виникає , коли мембрана нейрона не змінюється збуджуючих або гальмівних потенціалів дії. Він виникає, коли нейрон не посилає жодного сигналу, перебуваючи в хвилині спокою. Коли мембрана знаходиться в спокої, внутрішня частина клітини має від'ємний електричний заряд щодо зовнішнього.

Потенціал мембрани спокою становить приблизно -70 мікровольт. Це означає, що внутрішня частина нейрона на 70 мВ менше, ніж зовнішня. Також в цей час знаходиться більше іонів натрію поза нейроном і більше іонів калію всередині нього.

Na + / K + -ATPase, а також дифузійні ефекти залучених іонів є основними механізмами підтримки потенціалу спокою в мембранах тваринних клітин.

Що означає мембранний потенціал?

Для обміну інформацією для двох нейронів необхідно надати потенціал дії. Потенціал дії складається з серії змін мембрани аксона (подовження або «дріт» нейрона).

Ці зміни викликають переміщення різних хімічних речовин зсередини аксона в рідину навколо нього, звану позаклітинною рідиною. Обмін цими речовинами виробляє електричні струми.

Мембранний потенціал визначається як електричний заряд, що існує на мембрані нервових клітин. Зокрема, йдеться про різницю електричного потенціалу між внутрішньою та зовнішньою стороною нейрона.

Потенціал мембрани спокою означає, що мембрана є відносно неактивною, спокійною. Наразі немає потенціалу дії, який впливає на вас.

Для дослідження цього нейрологи використовували аксони кальмарів через їх великі розміри. Щоб дати вам уявлення, аксон цієї істоти в сто разів більший, ніж найбільший аксон у ссавця.

Дослідники помістили гігантського аксона в ємність з морською водою, щоб він міг вижити пару днів.

Для вимірювання електричних зарядів, що виробляються аксоном, та його характеристик, використовуються два електроди. Один з них може подавати електричні струми, а інший служить для запису повідомлення від аксона. Для уникнення будь-якого пошкодження аксона використовується дуже тонкий тип електрода, який називається мікроелектродом.

Якщо один електрод поміщений у морську воду, а інший, вставлений всередину аксона, спостерігається, що останній має негативний заряд щодо зовнішньої рідини. У цьому випадку різниця електричного заряду становить 70 мВ.

Ця різниця називається мембранним потенціалом. Ось чому кажуть, що потенціал мембранного спокою аксона кальмара становить -70 мВ.

Як виробляється мембранний потенціал спокою?

Нейрони обмінюються повідомленнями електрохімічно. Це означає, що всередині і зовні нейронів є різні хімічні речовини, які при попаданні в нервові клітини збільшуються або зменшуються, вони породжують різні електричні сигнали.

Це відбувається тому, що ці хімічні речовини мають електричний заряд, саме тому вони відомі як "іони".

Основними іонами нашої нервової системи є натрій, калій, кальцій та хлор. Перші два містять позитивний заряд, кальцій має два позитивних заряди, а хлор має негативний заряд. Однак в нашій нервовій системі також є деякі негативно заряджені білки.

З іншого боку, важливо знати, що нейрони обмежені мембраною. Це дозволяє певним іонам дістатися до внутрішньої частини клітини і блокує прохід інших. Ось чому, як кажуть, це напівпроникна мембрана.

Незважаючи на те, що концентрації різних іонів намагаються врівноважити по обидва боки мембрани, це лише дозволяє деяким з них проходити через її іонні канали.

Коли є мембранний потенціал спокою, іони калію можуть легко проходити через мембрану. Однак іони натрію та хлору в цей час проходять важче. У той же час мембрана перешкоджає негативно зарядженим молекулам білка виходити зсередини нейрона.

Крім того, також запускається натрієво-калієвий насос. Це структура, яка переміщує три іони натрію з нейрона на кожні два іони калію, які він вводить у нього. Таким чином, при мембранному потенціалі спокою спостерігається більше іонів натрію назовні і більше калію всередині клітини.

Зміна потенціалу мембрани спокою

Однак, щоб повідомлення надсилалися між нейронами, повинні відбуватися зміни мембранного потенціалу. Тобто потенціал спокою повинен бути змінений.

Це може відбуватися двома способами: деполяризація або гіперполяризація. Далі ми побачимо, що означає кожен з них:

Деполяризація

Припустимо, що в попередньому випадку дослідники розміщують електричний стимулятор на аксоні, який змінює мембранний потенціал у певному місці.

Оскільки у внутрішній частині аксона є негативний електричний заряд, якщо в цьому місці застосувати позитивний заряд, то відбудеться деполяризація. Таким чином, різниця між електричним зарядом зовні і всередині аксона зменшилася б, а це означає, що потенціал мембрани зменшиться.

При деполяризації мембранний потенціал стає в спокої, зменшуючись до нуля.

Гіперполяризація

Тоді як при гіперполяризації спостерігається збільшення мембранного потенціалу клітини.

Коли дається кілька деполяризуючих подразників, кожен з них дещо змінює мембранний потенціал. Коли вона досягне певної точки, її можна різко перевернути. Тобто, внутрішня частина аксона досягає позитивного електричного заряду, а зовнішня стає негативною.

У цьому випадку потенціал мембрани спокою перевищується, що означає, що мембрана гіперполяризована (більш поляризована, ніж зазвичай).

Весь процес може зайняти близько 2 мілісекунд, і тоді потенціал мембрани повертається до свого нормального значення.

Це явище швидкого повернення мембранного потенціалу відоме як потенціал дії і включає передачу повідомлень по аксону до термінальної кнопки. Значення напруги, яка виробляє потенціал дії, називається "порогом збудження".

Список літератури

1. Карлсон, NR (2006). Фізіологія поведінки 8-й ред. Мадрид: Пірсон.
2. Чудлер, Е. (другий). Вогні, камера, потенціал дії. Отримано 25 квітня 2017 року з Вашингтонського факультету: fakultet.washington.edu/,
3. Потенційний відпочинок. (sf). Отримано 25 квітня 2017 року з Вікіпедії: en.wikipedia.org.
4. Мембранний потенціал. (sf). Отримано 25 квітня 2017 року з Академії Хана: khanacademy.org.