AKÝ JE POTENCIÁL POKOJOVEJ MEMBRÁNY? - GEOGRAFIA - 2026

Kľudový membránový potenciál alebo odpočinku potenciál nastane, keď je membrána neurónu nemení excitačními alebo inhibičnými akčných potenciálov. Vyskytuje sa, keď neurón nevysiela žiadny signál, keď je v pokoji. Keď je membrána v pokoji, má vnútri bunky záporný elektrický náboj vo vzťahu k vonkajšku.

Pokojový membránový potenciál je približne -70 mikrovoltov. To znamená, že vnútorná strana neurónu je o 70 mV menšia ako vonkajšia strana. V tejto dobe je viac neurónov sodíka mimo neurónu a viac iónov draslíka vo vnútri neurónu.

Na + / K + -ATPáza, ako aj účinky difúzie zahrnutých iónov, sú hlavnými mechanizmami na udržiavanie pokojového potenciálu cez membrány živočíšnych buniek.

Čo znamená membránový potenciál?

Aby si dva neuróny mohli vymieňať informácie, je potrebné uviesť akčný potenciál. Akčný potenciál pozostáva zo série zmien v membráne axónu (predĺženie alebo „drôt“ neurónu).

Tieto zmeny spôsobujú, že rôzne chemikálie sa pohybujú z vnútra axónu do tekutiny okolo neho, nazývanej extracelulárna tekutina. Výmena týchto látok vytvára elektrické prúdy.

Membránový potenciál je definovaný ako elektrický náboj existujúci na membráne nervových buniek. Konkrétne sa týka rozdielu v elektrickom potenciáli medzi vnútorným a vonkajším povrchom neurónu.

Z pokojového membránového potenciálu vyplýva, že membrána je relatívne neaktívna, pokojová. V tom čase na vás nemajú žiadny akčný potenciál.

Na štúdium tejto skutočnosti neurovedci použili chobotnice axóny kvôli ich veľkým rozmerom. Aby som vám dal nápad, je axón tohto stvorenia stokrát väčší ako najväčší axón u cicavca.

Vedci umiestnili obrovský axón do nádoby s morskou vodou, aby prežil niekoľko dní.

Na meranie elektrického náboja produkovaného axónom a jeho charakteristík sa používajú dve elektródy. Jeden z nich môže poskytovať elektrické prúdy, zatiaľ čo druhý slúži na zaznamenanie správy z axónu. Elektróda sa používa veľmi jemne, aby sa zabránilo akémukoľvek poškodeniu axónu, ktoré sa nazýva mikroelektróda.

Ak je jedna elektróda vložená do morskej vody a druhá vložená do axónu, pozoruje sa, že druhý elektrón má záporný náboj vzhľadom na vonkajšiu tekutinu. V tomto prípade je rozdiel v elektrickom náboji 70 mV.

Tento rozdiel sa nazýva membránový potenciál. To je dôvod, prečo sa hovorí, že pokojový membránový potenciál squidového axónu je -70 mV.

Ako sa vytvára potenciál pokojovej membrány?

Neuróny si vymieňajú správy elektrochemicky. To znamená, že vo vnútri a mimo neurónov existujú rôzne chemikálie, ktoré, keď sa ich vstup do nervových buniek zvyšuje alebo znižuje, vyvolávajú rôzne elektrické signály.

Deje sa tak preto, že tieto chemikálie majú elektrický náboj, a preto sú známe ako „ióny“.

Hlavnými iónmi v našom nervovom systéme sú sodík, draslík, vápnik a chlór. Prvé dve obsahujú kladný náboj, vápnik má dva kladné náboje a chlór má záporný náboj. V našom nervovom systéme sú však aj niektoré negatívne nabité proteíny.

Na druhej strane je dôležité vedieť, že neuróny sú obmedzené membránou. To umožňuje určitým iónom dostať sa do vnútra bunky a blokovať priechod ostatných. Preto sa hovorí, že ide o polopriepustnú membránu.

Napriek skutočnosti, že koncentrácie rôznych iónov sa snažia vyvážiť na oboch stranách membrány, umožňuje iba niektorým z nich prechádzať cez iónové kanály.

Ak existuje pokojový membránový potenciál, draselné ióny môžu ľahko prechádzať cez membránu. Sodné a chlórové ióny však majú v tomto čase ťažší čas. Membrána súčasne zabraňuje záporne nabitým proteínovým molekulám opustiť vnútro neurónu.

Okrem toho sa tiež spustí čerpadlo sodík-draslík. Je to štruktúra, ktorá premiestňuje tri sodné ióny z neurónu za každé dva draselné ióny, ktoré do nej zavádza. Teda pri pokojovom membránovom potenciáli je pozorovaných viac sodných iónov mimo bunky a viac draslíka vo vnútri bunky.

Zmena potenciálu pokojovej membrány

Avšak pre správy zasielané medzi neurónmi musia nastať zmeny v membránovom potenciáli. To znamená, že pokojový potenciál sa musí zmeniť.

Môže k tomu dôjsť dvoma spôsobmi: depolarizáciou alebo hyperpolarizáciou. Ďalej uvidíme, čo každá z nich znamená:

depolarizácie

Predpokladajme, že v predchádzajúcom prípade vedci umiestnia elektrický stimulátor na axón, ktorý mení membránový potenciál na konkrétnom mieste.

Pretože vnútro axónu má záporný elektrický náboj, ak by sa na tomto mieste aplikoval kladný náboj, došlo by k depolarizácii. Rozdiel medzi elektrickým nábojom na vonkajšej a vnútornej strane axónu by sa teda zmenšil, čo znamená, že by sa znížil membránový potenciál.

Pri depolarizácii sa membránový potenciál stáva v pokoji, aby klesal smerom k nule.

hyperpolarizáciou

Zatiaľ čo pri hyperpolarizácii dochádza k zvýšeniu membránového potenciálu bunky.

Keď sa podá niekoľko depolarizačných stimulov, každý z nich zmení membránový potenciál o niečo viac. Keď dosiahne určitý bod, môže sa náhle zvrátiť. To znamená, že vnútro axónu dosiahne kladný elektrický náboj a vonkajšia strana je negatívna.

V tomto prípade je pokojový membránový potenciál prekročený, čo znamená, že membrána je hyperpolarizovaná (polarizovanejšia ako obvykle).

Celý proces môže trvať asi 2 milisekundy a potom sa membránový potenciál vráti na svoju normálnu hodnotu.

Tento jav rýchleho zvratu membránového potenciálu je známy ako akčný potenciál a zahŕňa prenos správ cez axón do koncového tlačidla. Hodnota napätia, ktoré vytvára akčný potenciál, sa nazýva „prah budenia“.

Referencie

1. Carlson, NR (2006). Fyziológia správania 8. vydanie Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (nd). Svetlá, kamera, akčný potenciál. Získané dňa 25. apríla 2017, z Washingtonskej fakulty: faculty.washington.edu/,
3. Odpočinkový potenciál. (SF). Citované z 25. apríla 2017, z Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Membránový potenciál. (SF). Citované z 25. apríla 2017, z Khan Academy: khanacademy.org.