- מה המשמעות של פוטנציאל הממברנה?
- כיצד נוצר פוטנציאל הממברנה המנוחה?
- שינוי פוטנציאל הממברנה המנוחה
- שְׁלִילַת קוֹטְבִיוּת
- היפר קיטוב
- הפניות
קרום נח פוטנציאל או נחי הפוטנציאל מתרחש כאשר הממברנה של נוירון לא משתנה על ידי פעולת פוטנציאלים מעוררים או מעכבים. זה קורה כאשר הנוירון לא שולח שום אות, כשהוא נמצא ברגע של מנוחה. כאשר הממברנה במנוחה, בחלקו הפנימי של התא יש מטען חשמלי שלילי יחסית לחוץ.
פוטנציאל הממברנה המנוחה הוא כ -70 מיקרו וולט. משמעות הדבר היא כי החלק הפנימי של הנוירון הוא 70 מגה-וולט פחות מהחוץ. כמו כן, כרגע ישנם יותר יוני נתרן מחוץ לנוירון ויותר יוני אשלגן בתוכו.
Na + / K + -ATPase, כמו גם השפעות הדיפוזיה של היונים המעורבים, הם המנגנונים העיקריים לשמירה על פוטנציאל המנוחה על פני קרומי תאי בעלי החיים.
מה המשמעות של פוטנציאל הממברנה?
לשני נוירונים שיוכלו להחליף מידע, יש לתת פוטנציאל פעולה. פוטנציאל פעולה מורכב מסדרת שינויים בקרום האקסון (התארכות או "חוט" של העצבון).
שינויים אלה גורמים לכימיקלים שונים לנוע בתוך האקסון לנוזל שסביבו, המכונה נוזל חוץ תאי. החלפת חומרים אלה מייצרת זרמים חשמליים.
פוטנציאל הממברנה מוגדר כמטען החשמלי הקיים על קרום תאי העצב. באופן ספציפי, זה מתייחס להבדל בפוטנציאל החשמלי בין פנים לחוץ העצב.
פוטנציאל הממברנה המנוחה מרמז שהממברנה יחסית לא פעילה, ונחה. אין פוטנציאל פעולה שמשפיע עליך בעת ההיא.
כדי ללמוד זאת, מדעני המוח השתמשו באקסונים של דיונון בגלל גודלם הגדול. כדי לתת לך מושג, האקסון של היצור הזה גדול פי מאה מהאקסון הגדול ביותר ביונק.
החוקרים שמו את האקסון הענק במיכל מי ים, כך שהוא יכול לשרוד למשך מספר ימים.
על מנת למדוד את המטענים החשמליים המיוצרים על ידי האקסון ואת מאפייניו, משתמשים בשתי אלקטרודות. אחד מהם יכול לספק זרמים חשמליים, ואילו אחר משמש להקליט את ההודעה מהאקסון. סוג אלקטרודה עדין מאוד משמש למניעת כל נזק לאקסון, המכונה מיקרואלקטרודה.
אם מונחת אלקטרודה במי הים ואחרת מוחדרת בתוך האקסון, נצפה כי לאחרון יש מטען שלילי ביחס לנוזל החיצוני. במקרה זה, ההבדל במטען חשמלי הוא 70 מגה וולט.
ההבדל הזה נקרא פוטנציאל הממברנה. זו הסיבה שנאמר כי פוטנציאל הממברנה המנוחה של אקסון דיונון הוא -70 mV.
כיצד נוצר פוטנציאל הממברנה המנוחה?
נוירונים מחליפים הודעות אלקטרוכימית. משמעות הדבר היא כי ישנם כימיקלים שונים בתוך העצבים ומחוצה להם, שכאשר כניסתם לתאי העצב עולה או פוחתת הם מולידים אותות חשמליים שונים.
זה קורה מכיוון שלכימיקלים אלה יש מטען חשמלי, וזו הסיבה שהם מכונים "יונים".
היונים העיקריים במערכת העצבים שלנו הם נתרן, אשלגן, סידן וכלור. השניים הראשונים מכילים מטען חיובי, לסידן שני מטענים חיוביים ולכלור מטען שלילי. עם זאת, ישנם גם כמה חלבונים טעונים לרעה במערכת העצבים שלנו.
מצד שני, חשוב לדעת שנוירונים מוגבלים על ידי קרום. זה מאפשר ליונים מסוימים להגיע אל פנים התא וחוסם את מעברם של אחרים. זו הסיבה שנאמר שהיא קרום חדיר למחצה.
למרות העובדה כי ריכוזי היונים השונים מנסים לאזן בשני צידי הממברנה, הוא רק מאפשר לחלק מהם לעבור בתעלות היונים שלה.
כשיש פוטנציאל קרום נח, יוני אשלגן יכולים לעבור בקלות בקרום. עם זאת, יוני נתרן וכלור מתקשים לעבור בזמן זה יותר. במקביל, הממברנה מונעת ממולקולות חלבון טעונות שליליות לצאת את פנים הנוירון.
בנוסף מתחילה גם משאבת נתרן אשלגן. זהו מבנה שמעביר שלושה יוני נתרן מהנוירון עבור כל שני יוני אשלגן שהוא מכניס לתוכו. כך, בפוטנציאל הממברנה המנוחה, נצפים יותר יוני נתרן בחוץ ויותר אשלגן בתוך התא.
שינוי פוטנציאל הממברנה המנוחה
עם זאת, כדי להעביר הודעות בין נוירונים, שינויים בפוטנציאל הממברנה חייבים להתרחש. כלומר, יש לשנות את פוטנציאל המנוחה.
זה יכול להתרחש בשתי דרכים: דפולריזציה או היפר קוטביות. בשלב הבא נראה מה המשמעות של כל אחד מהם:
שְׁלִילַת קוֹטְבִיוּת
נניח שבמקרה הקודם מניחים החוקרים ממריץ חשמלי על האקסון המשנה את פוטנציאל הממברנה במקום מסוים.
מכיוון שבפנים האקסון יש מטען חשמלי שלילי, אם מופעל מטען חיובי במקום זה, תתרחש דפולריזציה. לפיכך, ההפרש בין המטען החשמלי מבחוץ ופנימי האקסון יקטן, מה שאומר שפוטנציאל הממברנה היה פוחת.
בפולריזציה פוטנציאל הממברנה הופך למנוחה, לרדת לכיוון אפס.
היפר קיטוב
ואילו בהיפר-קיטוב יש עלייה בפוטנציאל הממברנה של התא.
כאשר ניתנים מספר גירויים מצמצמים, כל אחד מהם משנה את פוטנציאל הממברנה מעט יותר. כאשר הוא מגיע לנקודה מסוימת, ניתן להפוך אותו בפתאומיות. כלומר, החלק הפנימי של האקסון מגיע למטען חשמלי חיובי והחיצוני הופך לשלילי.
במקרה זה, חריגה מפוטנציאל הממברנה המנוחה, מה שאומר שהקרום הוא היפר קוטבי (מקוטב יותר מהרגיל).
כל התהליך יכול לארוך כ -2 אלפיות השנייה ואז פוטנציאל הממברנה חוזר לערכו הרגיל.
תופעה זו של היפוך מהיר של פוטנציאל הממברנה מכונה פוטנציאל הפעולה, והיא כוללת העברת מסרים דרך האקסון לכפתור המסוף. ערך המתח המייצר פוטנציאל פעולה נקרא "סף העירור".
הפניות
- קרלסון, NR (2006). פיזיולוגיה של התנהגות מהדורה 8 במדריד: פירסון.
- צ'ודלר, א '(נ'). אורות, מצלמה, פוטנציאל פעולה. הוחזר ב- 25 באפריל 2017 מהפקולטה בוושינגטון: faculte.washington.edu/,
- פוטנציאל מנוחה. (sf). הוחזר ב- 25 באפריל 2017 מוויקיפדיה: en.wikipedia.org.
- פוטנציאל הממברנה. (sf). הוחזר ב- 25 באפריל 2017 מאוניברסיטת חאן: khanacademy.org.