Hva er membranpotensialet i ro?

den membranpotensial i ro eller hvilepotensial oppstår når membranen til en neuron ikke endres av excitatoriske eller inhibitoriske virkningspotensialer.

Det oppstår når nevronen ikke sender noe signal, er i et hvilemoment. Når membranen er i ro, har det indre av cellen en negativ elektrisk ladning i forhold til utsiden.

Hvilemembranpotensialet er ca. -70 mikrovolt. Dette betyr at det indre av nevronet er 70 mV mindre enn utsiden. I tillegg er det på dette tidspunktet flere natriumioner utenfor nevronet og flere kaliumioner i interiøret.

Hva betyr membranpotensial??

For to nevroner å utveksle informasjon, er det nødvendig at handlingspotensialene blir gitt. Et handlingspotensial består av en rekke endringer i axonmembranen (forlengelse eller "kabel" av nevronet).

Disse endringene fører til at ulike kjemikalier beveger seg fra innsiden av axonen til væsken rundt det, kalt ekstracellulær væske. Utvekslingen av disse stoffene produserer elektriske strømmer.

Membranpotensialet er definert som den elektriske ladningen på membranene i nervecellene. Spesielt refererer det til forskjellen i elektrisk potensial mellom innsiden og utsiden av nevronen.

Membranpotensialet i hvile innebærer at membranen er relativt inaktiv, hviler. Det er ingen handlingspotensialer som påvirker deg i det øyeblikket.

For å studere dette har nevrologer brukt blekksprut axoner på grunn av deres store størrelse. For å gi deg en ide, er aksonet til denne skapningen hundre ganger større enn den største axon av et pattedyr.

Forskerne plasserer den gigantiske axonen i en beholder med sjøvann, så det kan overleve et par dager.

For å måle de elektriske ladningene som produseres av axonen og dens egenskaper, benyttes to elektroder. En av dem kan gi elektriske strømmer, mens en annen tjener til å registrere meldingen av axonen. En meget tynn type elektrode brukes for å unngå skade på axonen, kalt mikroelektrode.

Hvis en elektrode er plassert i sjøvannet og en annen innsatt i aksonen, observeres det at sistnevnte har en negativ ladning i forhold til den utvendige væsken. I dette tilfellet er forskjellen i den elektriske belastningen 70 mV.

Denne forskjellen kalles membranpotensial. Det er derfor det sier at det hvite membranpotensialet til en blækspruttexon er -70 mV.

Hvordan membranpotensialet opptrer i ro?

Neuroner utveksler meldinger via elektrokjemi. Dette innebærer at det finnes ulike kjemiske stoffer inne og utenfor nevronene som, når deres inntreden i nervecellene øker eller minker, gir opphav til forskjellige elektriske signaler.

Dette skjer fordi disse kjemikaliene har en elektrisk ladning, og derfor er de kjent som "ioner".

De viktigste ioner i nervesystemet vårt er natrium, kalium, kalsium og klor. De to første inneholder en positiv ladning, kalsium har to positive ladninger og klor, en negativ. Det er imidlertid også noen proteiner i nervesystemet negativt ladet.

På den annen side er det viktig å vite at nevroner er begrenset av en membran. Dette gjør det mulig for visse ioner å komme inn i cellenes indre og blokkere passasjen til andre. Derfor sies det å være en semi-permeabel membran.

Selv om konsentrasjonene av de forskjellige ionene forsøker å balansere på begge sider av membranen, tillater det bare at noen av dem passerer gjennom ionkanaler.

Når det er membranpotensial i ro, kan kaliumioner lett krysse membranen. Men på dette tidspunktet har natrium- og klor-ioner vanskeligere å passere. Samtidig forhindrer membranen negativt ladede proteinmolekyler fra å forlate interiøret i nevronet.

I tillegg er natrium-kaliumpumpen også startet. Dette er en konstruksjon som beveger seg tre natriumioner ut av nervecellen for hver to kalium-ioner som innføres i den. I resten av membranpotensialet blir mer natriumioner observert utenfor og mer kalium inne i cellen.

Endring av membranpotensialet i ro

For meldinger som skal sendes mellom nevroner, må imidlertid endringer i membranpotensialet oppstå. Det vil si at hvilepotensialet må endres.

Dette kan oppstå på to måter ved depolarisering eller hyperpolarisering. Deretter vil vi se hva hver av dem betyr:

depolarisering

Anta at forskerne i det foregående tilfelle plasserer en elektrisk stimulator i aksonen som endrer membranpotensialet på et bestemt sted.

Siden det indre av aksonen har en negativ elektrisk ladning, vil en depolarisering oppstå hvis en positiv ladning påføres på dette stedet. Dermed vil forskjellen mellom den elektriske ladningen fra utsiden og innsiden av aksonen reduseres, hvilket betyr at membranpotensialet vil redusere.

Ved depolarisering går membranpotensialet til hvile, for å bli redusert til null.

hyperpolarization

Mens det i hyperpolarisering er en økning i membranpotensialet i cellen.

Når flere depolariserende stimuli blir gitt, forandrer hver av dem membranpotensialet litt mer. Når det når et bestemt punkt, kan det reverseres brat. Det vil si at innsiden av axonen når en positiv elektrisk ladning, og utsiden blir negativ.

I dette tilfellet overskrides membranpotensialet i ro, noe som betyr at membranen er hyperpolarisert (mer polarisert enn vanlig).

Hele prosessen kan vare ca 2 millisekunder, og deretter går membranpotensialet tilbake til sin normale verdi.

Dette fenomenet med rask inversjon av membranpotensialet er kjent som et handlingspotensial, og innebærer overføring av meldinger gjennom axonen til terminalknappen. Verdien av spenningen som gir et handlingspotensial kalles "eksiteringstrømen".

referanser

1. Carlson, N.R. (2006). Fysiologi av oppførsel 8. Ed. Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (s.f.). Lys, Kamera, Handlingspotensial. Hentet 25. april 2017, fra fakultetet i Washington: faculty.washington.edu/,
3. Hvilepotensial. (N.d.). Hentet 25. april 2017, fra Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Membranpotensialet. (N.d.). Hentet 25. april 2017, fra Khan Academy: khanacademy.org.