CARE ESTE POTENȚIALUL MEMBRANEI DE REPAUS? - GEOGRAFIA - 2025

Repaus de membrană potențială sau repaus potențial se produce atunci când membrana unui neuron nu este alterată de potențiale de acțiune excitator sau inhibitor. Apare atunci când neuronul nu trimite niciun semnal, fiind într-un moment de odihnă. Când membrana este în repaus, interiorul celulei are o sarcină electrică negativă în raport cu exteriorul.

Potențialul membranei în repaus este de aproximativ -70 microvolți. Aceasta înseamnă că interiorul neuronului este cu 70 mV mai puțin decât exteriorul. De asemenea, în acest moment există mai mulți ioni de sodiu în afara neuronului și mai mulți ioni de potasiu în interiorul acestuia.

Na + / K + -ATPase, precum și efectele difuziei ionilor implicați sunt principalele mecanisme de menținere a potențialului de repaus pe membranele celulelor animale.

Ce înseamnă potențialul membranei?

Pentru ca doi neuroni să facă schimb de informații, trebuie acordate potențiale de acțiune. Un potențial de acțiune constă într-o serie de modificări în membrana axonului (prelungire sau „sârmă” a neuronului).

Aceste modificări determină diverse substanțe chimice care se deplasează din interiorul axonului către fluidul din jurul său, numit fluid extracelular. Schimbul acestor substanțe produce curenți electrici.

Potențialul membranei este definit ca sarcina electrică existentă pe membrana celulelor nervoase. Mai exact, se referă la diferența de potențial electric între interiorul și exteriorul neuronului.

Potențialul membranei în repaus implică faptul că membrana este relativ inactivă, în repaus. Nu există potențiale de acțiune care să vă afecteze în acel moment.

Pentru a studia acest lucru, neurologii au folosit axoni de calmar din cauza dimensiunilor mari. Pentru a vă face o idee, axonul acestei creaturi este de o sută de ori mai mare decât cel mai mare axon dintr-un mamifer.

Cercetătorii au pus axonul uriaș într-un recipient cu apă de mare, astfel încât să poată supraviețui câteva zile.

Pentru a măsura sarcinile electrice produse de axon și caracteristicile acestuia, sunt folosiți doi electrozi. Unul dintre ei poate furniza curenți electrici, în timp ce altul servește pentru a înregistra mesajul de la axon. Un tip de electrod foarte fin este utilizat pentru a evita orice deteriorare a axonului, numit microelectrod.

Dacă un electrod este plasat în apa de mare și un alt inserat în axon, se observă că acesta din urmă are o sarcină negativă în ceea ce privește lichidul extern. În acest caz, diferența de sarcină electrică este de 70 mV.

Această diferență se numește potențialul membranei. De aceea, se spune că potențialul de membrană de repaus al unui axon de calamar este de -70 mV.

Cum se produce potențialul membranei de repaus?

Neuronii fac schimb de mesaje electrochimic. Aceasta înseamnă că există diferite substanțe chimice în interiorul și în afara neuronilor care, atunci când intrarea lor în celulele nervoase crește sau scade, acestea dau naștere unor semnale electrice diferite.

Acest lucru se întâmplă deoarece aceste substanțe chimice au o sarcină electrică, motiv pentru care sunt cunoscute sub numele de „ioni”.

Principalii ioni din sistemul nostru nervos sunt sodiu, potasiu, calciu și clor. Primele două conțin o încărcare pozitivă, calciul are două sarcini pozitive și clorul are o încărcare negativă. Cu toate acestea, există și unele proteine ​​încărcate negativ în sistemul nostru nervos.

Pe de altă parte, este important de știut că neuronii sunt limitați de o membrană. Aceasta permite anumitor ioni să ajungă la interiorul celulei și să blocheze trecerea altora. De aceea, se spune că este o membrană semi-permeabilă.

În ciuda faptului că concentrațiile diferiților ioni sunt încercate să se echilibreze pe ambele părți ale membranei, aceasta permite doar unora dintre ele să treacă prin canalele sale ionice.

Când există un potențial de membrană în repaus, ionii de potasiu pot trece cu ușurință prin membrană. Cu toate acestea, ionii de sodiu și clor au o perioadă mai dificilă în acest moment. În același timp, membrana împiedică moleculele de proteine ​​încărcate negativ să părăsească interiorul neuronului.

În plus, este pornită și pompa sodiu-potasiu. Este o structură care mută trei ioni de sodiu din neuron pentru fiecare doi ioni de potasiu pe care îi introduce în acesta. Astfel, la potențialul membranei de repaus, mai mulți ioni de sodiu sunt observați în exterior și mai mult potasiu în interiorul celulei.

Alterarea potențialului membranei în repaus

Cu toate acestea, pentru a fi trimise mesaje între neuroni, trebuie să apară schimbări în potențialul membranei. Adică, potențialul de repaus trebuie modificat.

Acest lucru poate apărea în două moduri: depolarizare sau hiperpolarizare. În continuare, vom vedea ce înseamnă fiecare dintre ei:

depolarizare

Să presupunem că, în cazul precedent, cercetătorii plasează un ax electric pe axon, care modifică potențialul membranei într-un anumit loc.

Deoarece interiorul axonului are o sarcină electrică negativă, în cazul în care se aplică o sarcină pozitivă în acest loc, ar avea loc o depolarizare. Astfel, diferența dintre sarcina electrică din exterior și interiorul axonului ar fi redusă, ceea ce înseamnă că potențialul membranei ar scădea.

În depolarizare, potențialul membranei devine în repaus, pentru a scădea spre zero.

hiperpolarizarea

Întrucât, în hiperpolarizare, există o creștere a potențialului membranei celulei.

Atunci când sunt dați mai mulți stimuli depolarizatori, fiecare dintre ei schimbă puțin mai mult potențialul membranei. Când ajunge la un anumit punct, poate fi inversat brusc. Adică, interiorul axonului atinge o sarcină electrică pozitivă, iar exteriorul devine negativ.

În acest caz, potențialul membranei în repaus este depășit, ceea ce înseamnă că membrana este hiperpolarizată (mai polarizată decât de obicei).

Întregul proces poate dura aproximativ 2 milisecunde, iar apoi potențialul membranei revine la valoarea normală.

Acest fenomen de inversare rapidă a potențialului de membrană este cunoscut sub numele de potențial de acțiune și implică transmiterea mesajelor prin axon către butonul terminal. Valoarea tensiunii care produce un potențial de acțiune se numește „prag de excitație”.

Referințe

1. Carlson, NR (2006). Fiziologia comportamentului Ed. A 8-a Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (nd). Lumini, cameră, potențial de acțiune. Preluat pe 25 aprilie 2017, de la Facultatea din Washington: facultate.washington.edu/,
3. Potențial de odihnă. (Sf). Adus pe 25 aprilie 2017, de pe Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Potențialul membranei. (Sf). Preluat pe 25 aprilie 2017, de la Khan Academy: khanacademy.org.