Potencijalni odmor

Potencijalni odmor je razlika napona od -70 mV koja postoji u neizbuđenom stanju između unutrašnjosti i okoline neurona. Potencijal je relevantan za formiranje akcijskih potencijala. Trovanje cijanidom sprječava obnavljanje potencijala za mirovanje i dovodi do kolapsa neurona.

Koji je potencijal odmaranja?

Mogućnost mirovanja je razlika napona koja postoji između unutrašnjosti neisbudanog neurona i njegove okoline. Ova se razlika u naponu mora aktivno održavati i rezultat je neravnomjerne raspodjele natrijevih i kalijevih iona.

Dva elementa membrane živčanih stanica brinu se za održavanje potencijala za mirovanje: s jedne strane natrij-kalijske pumpe i s druge strane ionski kanali na Ranvierovoj vrvi.

Počivački potencijal ekscitabilnih živčanih stanica čini osnovu za saltatorsko provođenje ljudskih živčanih putova. Kada se pobudi akcijski potencijal, stanica se depolarizira iznad svog graničnog potencijala i ionski kanali ovisni o naponu se otvaraju, tako da kad se neki ioni ulijevaju, potencijal odmora se mijenja. Akcijski potencijal prenosi se na živčane putove redistribucijom naboja.

Potencijalni potencijal ljudskog neurona ima razliku od -70 do -80 mV. Unutrašnjost stanične membrane je negativna, a vanjska strana nabijena pozitivno.

Funkcija i zadatak

Na staničnoj membrani uzbudljive stanice odvijaju se različiti procesi u fazi mirovanja. Na Ranvier prstenima aksoni nisu izolirani mijelinom. Na tim su čvorovima Na + / K + pumpe, koje transportiraju kalijeve ione u unutrašnjost aksona tijekom faze mirovanja dok konzumiraju ATP. Natrijevi ioni istodobno se ispumpavaju iz stanice. Dakle, veća je koncentracija kalija unutar aksona nego izvan.

Zbog ionskih kanala koji sadrže proteine, membrane stanica imaju različite razine propusnosti za te ione. Natrijevi kanali su obično zatvoreni u mirovanju. S druge strane, kanali za kalij su otvoreni, tako da dolazi do difuzije kalijevih iona. Tako ioni difundiraju prema van. To se događa dok ne postoji ravnoteža između električnih sila i sila osmotskog tlaka. Time se održava razlika između naboja izvana i iznutra stanične membrane, koja je poznata i kao potencijal odmora.

Kad poticaj pogodi živčano vlakno i pređe prag, otvaraju se natrijski i kalijev kanal ovisan o naponu. To stvara depolarizaciju stanice, što zauzvrat aktivira akcijski potencijal. Bioelektrični impuls provodi se duž živčanih vlakana.

Jednostavno rečeno, u slučaju akcijskog potencijala, signal se prenosi promjenama potencijala membrane.

Vrijednost od -50 mV primjenjuje se kao granična vrijednost za stvaranje akcijskog potencijala. Uzbuđenja ispod +20 mV ne stvaraju nikakav akcijski potencijal i nema reakcija.

Nakon stvaranja i prijenosa akcijskog potencijala, N + kanali se najprije ponovo zatvaraju. Suprotno tome, K + kanali se otvaraju tako da kalijevi ioni mogu difundirati iz aksona. Električni napon u unutrašnjosti ćelije ponovo opada. Ovaj je postupak poznat i kao repolarizacija. Tada se K + kanali također zatvaraju i potencijal stanice pada ispod potencijala za odmor. Ova hiperpolarizacija mijenja se u stanju mirovanja, koju su natrijevo-kalijeve pumpe obnovile nakon otprilike dvije milisekunde. Akson je tako spreman za nove akcijske potencijale.

Ovdje možete pronaći svoje lijekove

Bolesti i bolesti

Pojavi poput trovanja cijanidom imaju opasne po život posljedice, ponekad zbog gubitka potencijala za odmor. Neuronima je potrebna energija da bi povratili svoj potencijal odmaranja. Trovanje cijanidom blokira opskrbu energijom tako da se ne može osigurati obnavljanje potencijala za odmor. Živčane stanice ostaju trajno depolarizirane i gube svoju funkcionalnost.

Ovisno o tome na koliko neurona utječe manja opskrba energijom, na ovaj način se može srušiti neuronska regulacija cijelog organizma. Takav prekid neuronske regulacije neminovno dovodi do smrti.

U širem smislu, pritužbe s odmarajućim potencijalom neurona mogu se izraziti i u bolestima ionskog kanala. Te nasljedne bolesti izazivaju poremećaje uzbuđenja u mišićima i živčanom sustavu. Bolesti jonskih kanala utječu na prebacivanje ionskih kanala. Promjene u načinu prebacivanja kanala mogu zauzvrat utjecati na sposobnost vraćanja potencijala za mirovanje. Dakle, bolesti imaju utjecaj na ekscitabilnost tkiva. Bolesti ionskog kanala su, u užem smislu, mutacije ionskih kanala.

Prema znanstvenim nalazima, smatra se da su tri oblika nasljedne epilepsije povezana s ovom pojavom. Hemiplegične migrene i idiopatska ventrikularna fibrilacija također se objašnjavaju na ovaj način, suvremeno su istraživanje.

Natrijum-kalijske pumpe također mogu utjecati na bolesti koje utječu na potencijal odmaranja živčane stanice. Prema mnogim znanstvenicima, moderna zapadnjačka prehrana uzrokuje neprirodni omjer natrija i kalija u tijelu. Kaže se da višak kuhinjske soli i nedostatak kalija zbog premalo biljne hrane oštećuju natrijum-kalijske pumpe, jer to može promijeniti omjer unutarćelijskih iona.

S druge strane, genetski određeni poremećaji izmjene natrija i kalija na staničnoj membrani prisutni su u nekim mutacijama i istraživači su ih povezali s oblicima epilepsije kao i bolesti ionskih kanala. Poremećaji u obnovi potencijala za počivanje stoga su vjerojatno važni za razne bolesti središnjeg živčanog sustava.