КАКОВ МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ? - ГЕОГРАФИЯ - 2026

Покоя мембранный потенциал или отдыхает потенциал возникает , когда мембрана нейрона не изменяется возбуждающих или тормозных потенциалов действия. Это происходит, когда нейрон не посылает никакого сигнала, находясь в момент покоя. Когда мембрана находится в состоянии покоя, внутренняя часть клетки имеет отрицательный электрический заряд по сравнению с внешней стороной.

Мембранный потенциал покоя составляет примерно -70 микровольт. Это означает, что внутри нейрона на 70 мВ меньше, чем снаружи. Кроме того, в это время больше ионов натрия вне нейрона и больше ионов калия внутри него.

Na + / K + -АТФаза, а также эффекты диффузии участвующих ионов, являются основными механизмами поддержания потенциала покоя через мембраны клеток животных.

Что означает мембранный потенциал?

Чтобы два нейрона обменивались информацией, необходимо задать потенциалы действия. Потенциал действия состоит из серии изменений в мембране аксона (удлинение или «проволока» нейрона).

Эти изменения заставляют различные химические вещества перемещаться изнутри аксона в жидкость вокруг него, называемую внеклеточной жидкостью. Обмен этих веществ производит электрические токи.

Мембранный потенциал определяется как электрический заряд, существующий на мембране нервных клеток. В частности, это относится к разнице электрического потенциала между внутренней и внешней частью нейрона.

Мембранный потенциал покоя означает, что мембрана относительно неактивна, находится в состоянии покоя. В то время нет потенциалов действия, влияющих на вас.

Чтобы изучить это, нейробиологи использовали аксоны кальмаров из-за их большого размера. Чтобы дать вам представление, аксон этого существа в сто раз больше, чем самый большой аксон у млекопитающего.

Исследователи поместили гигантский аксон в контейнер с морской водой, чтобы он мог прожить пару дней.

Для измерения электрических зарядов, производимых аксоном, и его характеристик используются два электрода. Один из них может обеспечивать электрические токи, а другой служит для записи сообщения от аксона. Чтобы избежать повреждения аксона, используется очень тонкий тип электрода, называемый микроэлектродом.

Если один электрод помещен в морскую воду, а другой вставлен внутрь аксона, наблюдается, что последний имеет отрицательный заряд по отношению к внешней жидкости. В этом случае разница электрического заряда составляет 70 мВ.

Эта разница называется мембранным потенциалом. Вот почему говорят, что мембранный потенциал покоя аксона кальмара составляет -70 мВ.

Как создается мембранный потенциал покоя?

Нейроны обмениваются сообщениями электрохимически. Это означает, что внутри и снаружи нейронов есть различные химические вещества, которые, когда их вход в нервные клетки увеличивается или уменьшается, они вызывают различные электрические сигналы.

Это происходит потому, что эти химические вещества имеют электрический заряд, поэтому они известны как «ионы».

Основные ионы в нашей нервной системе - это натрий, калий, кальций и хлор. Первые два содержат положительный заряд, кальций имеет два положительных заряда, а хлор отрицательный. Однако в нашей нервной системе также есть отрицательно заряженные белки.

С другой стороны, важно знать, что нейроны ограничены мембраной. Это позволяет одним ионам достигать внутренней части клетки и блокирует прохождение других. Вот почему говорят, что это полупроницаемая мембрана.

Несмотря на то, что концентрации различных ионов пытаются уравновесить с обеих сторон мембраны, она позволяет только некоторым из них проходить через свои ионные каналы.

Когда мембранный потенциал находится в состоянии покоя, ионы калия могут легко проходить через мембрану. Однако в это время ионы натрия и хлора проходят через них с большим трудом. В то же время мембрана предотвращает выход отрицательно заряженных белковых молекул изнутри нейрона.

Кроме того, запускается натрий-калиевый насос. Это структура, которая перемещает три иона натрия из нейрона на каждые два иона калия, которые он вводит в него. Таким образом, при мембранном потенциале покоя больше ионов натрия наблюдается снаружи и больше калия внутри клетки.

Изменение мембранного потенциала покоя

Однако для передачи сообщений между нейронами должны происходить изменения мембранного потенциала. То есть необходимо изменить потенциал покоя.

Это может происходить двумя способами: деполяризацией или гиперполяризацией. Далее мы увидим, что означает каждый из них:

деполяризация

Предположим, что в предыдущем случае исследователи поместили на аксон электростимулятор, который изменяет мембранный потенциал в определенном месте.

Поскольку внутренняя часть аксона имеет отрицательный электрический заряд, если в этом месте приложить положительный заряд, произойдет деполяризация. Таким образом, разница между электрическим зарядом снаружи и внутри аксона будет уменьшена, что означает уменьшение мембранного потенциала.

При деполяризации мембранный потенциал переходит в состояние покоя, уменьшаясь до нуля.

Гиперполяризация

Тогда как при гиперполяризации происходит увеличение мембранного потенциала клетки.

При подаче нескольких деполяризующих стимулов каждый из них немного больше изменяет мембранный потенциал. Когда он достигнет определенной точки, его можно резко повернуть вспять. То есть внутренняя часть аксона достигает положительного электрического заряда, а внешняя становится отрицательной.

В этом случае мембранный потенциал покоя превышен, что означает, что мембрана гиперполяризована (более поляризована, чем обычно).

Весь процесс может занять около 2 миллисекунд, после чего мембранный потенциал возвращается к своему нормальному значению.

Этот феномен быстрого изменения мембранного потенциала известен как потенциал действия и включает передачу сообщений через аксон на терминальную кнопку. Значение напряжения, которое создает потенциал действия, называется «порогом возбуждения».

Ссылки

1. Карлсон, Н.Р. (2006). Физиология поведения 8-е изд., Мадрид: Пирсон.
2. Чудлер, Э. (nd). Свет, камера, потенциал действия. Получено 25 апреля 2017 г. с факультета Вашингтона: faculty.washington.edu/,
3. Потенциал отдыха. (SF). Получено 25 апреля 2017 г. из Википедии: en.wikipedia.org.
4. Мембранный потенциал. (SF). Получено 25 апреля 2017 г. из Khan Academy: khanacademy.org.