MI A NYUGALMI MEMBRÁNPOTENCIÁL? - GEOGRAFÍA - 2026

A nyugalmi membránpotenciál vagy a nyugalmi potenciál akkor fordul elő, ha egy neuron membránját nem változtatják meg az ingerlő vagy gátló hatás. Abban az esetben fordul elő, amikor a neuron nem küld jelzést, és nyugalmi pillanatban van. Amikor a membrán nyugalomban van, a cella belseje negatív elektromos töltéssel rendelkezik a külsőhez képest.

A nyugalmi membránpotenciál körülbelül -70 mikrovolt. Ez azt jelenti, hogy a neuron belseje 70 mV-kal kevesebb, mint a külső. Ezen kívül ebben az időben több nátriumion van a neuronon kívül, és több káliumion van benne.

A Na + / K + -ATPáz, valamint az érintett ionok diffúziós hatásai képezik a fő mechanizmusokat az állati sejtek membránjain keresztüli nyugalmi képesség fenntartására.

Mit jelent a membránpotenciál?

Ahhoz, hogy két neuron információcserére kerüljön, meg kell adni akciós potenciált. Az akciós potenciál az axon membránjában bekövetkező változások sorozatából áll (az ideg meghosszabbítása vagy „huzalja”).

Ezek a változások különböző vegyi anyagok mozgását okozzák az axon belsejéből az azt körülvevő folyadékba, az úgynevezett extracelluláris folyadékba. Ezen anyagok cseréje elektromos áramot eredményez.

A membránpotenciál alatt az idegsejtek membránján lévõ elektromos töltést kell meghatározni. Pontosabban, az a neuron belső és külső elektromos potenciáljának különbségére utal.

A nyugalmi membránpotenciál azt jelenti, hogy a membrán viszonylag inaktív, nyugvó. Nincs olyan akciópotenciál, amely akkor befolyásolja Önt.

Ennek tanulmányozására az idegtudósok nagy méretük miatt tintahal-axoneket használtak. Ötletet adva ennek a lénynek a tengelye százszor nagyobb, mint egy emlős legnagyobb axonja.

A kutatók az óriás axont egy tengervíz-tárolóba helyezték, így fennmaradhat néhány napig.

Az axon által keltett elektromos töltések és jellemzőinek mérésére két elektródát használunk. Az egyik biztosítja az elektromos áramot, míg a másik az axonból származó üzenet rögzítésére szolgál. Egy nagyon finom típusú elektródát használnak az axon károsodásának elkerülésére, az úgynevezett mikroelektródnak.

Ha egy elektródot helyeznek a tengervízbe, és egy másik behelyezik az axonba, megfigyelhető, hogy ez utóbbi negatív töltéssel rendelkezik a külső folyadékhoz képest. Ebben az esetben az elektromos töltés különbsége 70 mV.

Ezt a különbséget membránpotenciálnak nevezzük. Ezért mondják, hogy a tintahal-axon nyugalmi membránpotenciálja -70 mV.

Hogyan teremtik meg a nyugalmi membránpotenciált?

A neuronok elektrokémiai úton cserélnek üzeneteket. Ez azt jelenti, hogy különféle vegyi anyagok vannak a neuronokon belül és kívül, amelyek az idegsejtekbe történő belépésük növekedésével vagy csökkentésével különböző elektromos jeleket eredményeznek.

Ez azért történik, mert ezeknek a vegyi anyagoknak elektromos töltése van, ezért „ionoknak” hívják őket.

Az idegrendszerünk fő ionjai a nátrium, a kálium, a kalcium és a klór. Az első kettő pozitív töltést tartalmaz, a kalcium két pozitív töltést és a klór negatív töltést tartalmaz. Az idegrendszerünkben vannak azonban néhány negatívan töltött fehérje.

Másrészt fontos tudni, hogy az idegsejteket egy membrán korlátozza. Ez lehetővé teszi bizonyos ionok elérését a sejt belsejében, és blokkolja mások átjutását. Ezért mondják félig áteresztő membránnak.

Annak ellenére, hogy a különféle ionok koncentrációit megpróbálják kiegyensúlyozni a membrán mindkét oldalán, ez csak néhányuknak engedi átjutni az ioncsatornákon.

Ha van pihenő membránpotenciál, a káliumionok könnyen átjuthatnak a membránon. A nátrium- és a klór-ionok azonban ebben az időben nehezebb áthaladni. Ugyanakkor a membrán megakadályozza, hogy a negatív töltésű fehérjemolekulák elhagyják a neuron belsejét.

Ezen felül a nátrium-kálium szivattyú is elindul. Ez egy olyan szerkezet, amely három nátriumiont mozgat ki a neuronból minden két káliumion számára, amelyet bevezet. Így a nyugalmi membránpotenciálnál több nátriumion van megfigyelhető kívül és több káliumion a sejt belsejében.

A nyugalmi membránpotenciál megváltoztatása

Az idegsejtek közötti üzenetküldéshez azonban meg kell változni a membránpotenciálon. Vagyis a pihenési potenciált meg kell változtatni.

Ez kétféleképpen fordulhat elő: depolarizáció vagy hiperpolarizáció. Ezután meglátjuk, mit jelent mindegyik:

Depolarizáció

Tegyük fel, hogy az előző esetben a kutatók egy elektromos stimulátort helyeznek az axonra, amely megváltoztatja a membránpotenciált egy adott helyen.

Mivel az axon belseje negatív elektromos töltéssel rendelkezik, ha ezen a helyen pozitív töltést alkalmaznak, depolarizáció lépne fel. Így csökkenne az axon külső és belső elektromos töltése közötti különbség, ami azt jelenti, hogy a membránpotenciál csökken.

Depolarizáció esetén a membránpotenciál nyugalmi állapotban nulla felé csökken.

hiperpolarizáció

Míg a hiperpolarizációban megnövekszik a sejt membránpotenciálja.

Ha több depolarizáló ingert adnak, akkor mindegyik kicsit megváltoztatja a membránpotenciált. Amikor egy bizonyos pontot elér, hirtelen megfordulhat. Vagyis az axon belseje pozitív elektromos töltést ér el, a külső negatív lesz.

Ebben az esetben a nyugalmi membrán potenciálját túllépik, ami azt jelenti, hogy a membrán hiperpolarizált (szokásosabban polarizált).

Az egész folyamat körülbelül 2 milliszekundumot igénybe vehet, majd a membránpotenciál visszatér normál értékére.

A membránpotenciál gyors megfordításának ezt a jelenségét akciópotenciálnak nevezzük, és magában foglalja az üzenetek axonon keresztüli továbbítását a terminálgombra. Az akciós potenciált létrehozó feszültség értékét "gerjesztési küszöbnek" nevezzük.

Irodalom

1. Carlson, NR (2006). A viselkedés élettana 8. kiadás: Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (második). Fények, kamera, akciós potenciál. Beérkezett 2017. április 25-én, a Washingtoni Karról: faculty.washington.edu/,
3. Nyugalmi potenciál. (Sf). Visszakeresve: 2017. április 25-én, a Wikipedia-ról: en.wikipedia.org.
4. A membránpotenciál. (Sf). Begyűjtve 2017. április 25-én, a Khan Academy-ről: khanacademy.org.