Det hvilemembranpotentiale eller hvilepotentiale opstår, når en neurons membran ikke ændres af exciterende eller inhiberende handlingspotentialer. Det sker, når neuronen ikke sender noget signal, i et øjeblik med hvile. Når membranen er i ro, har det indre af cellen en negativ elektrisk ladning i forhold til det udvendige..
Hvilemembranpotentialet er ca. -70 mikrovolt. Dette betyder, at neurons indre er 70 mV mindre end det udvendige. Derudover er der på dette tidspunkt flere natriumioner uden for neuronen og flere kaliumioner indeni..
Artikelindeks
For at to neuroner kan udveksle information, skal der gives handlingspotentialer. Et handlingspotentiale består af en række ændringer i axonens membran (neuronens forlængelse eller "wire").
Disse ændringer får forskellige kemikalier til at bevæge sig inde fra axonen til væsken omkring den, kaldet ekstracellulær væske. Udvekslingen af disse stoffer producerer elektriske strømme.
Membranpotentialet er defineret som den elektriske ladning, der findes på membranen i nerveceller. Specifikt henviser det til forskellen i elektrisk potentiale mellem neurons indre og ydre.
Hvilemembranpotentialet indebærer, at membranen er relativt inaktiv og hviler. Der er ingen handlingspotentialer, der påvirker dig på det tidspunkt.
For at studere dette har neurovidenskabere brugt blæksprutteaxoner på grund af deres store størrelse. For at give dig en idé er axon af denne skabning hundrede gange større end den største axon af et pattedyr..
Forskere placerer den kæmpe axon i en container med havvand, så den kan overleve i et par dage.
For at måle de elektriske ladninger, der produceres af axonet og dets egenskaber, anvendes to elektroder. En af dem kan tilvejebringe elektriske strømme, mens en anden tjener til at registrere beskeden fra axonen. En meget fin type elektrode bruges til at undgå enhver skade på axonen, kaldet en mikroelektrode..
Hvis en elektrode placeres i havvandet og en anden indsættes inde i axonen, observeres det, at sidstnævnte har en negativ ladning i forhold til den ydre væske. I dette tilfælde er forskellen i elektrisk ladning 70 mV.
Denne forskel kaldes membranpotentialet. Derfor siges det, at hvilemembranpotentialet for en blæksprutteaxon er -70 mV.
Neuroner udveksler meddelelser elektrokemisk. Dette betyder, at der er forskellige kemikalier inden i og uden for neuronerne, som, når de øger eller mindsker deres indgang i nerveceller, giver anledning til forskellige elektriske signaler.
Dette sker, fordi disse kemikalier har en elektrisk ladning, hvorfor de kaldes "ioner".
De vigtigste ioner i vores nervesystem er natrium, kalium, calcium og klor. De to første indeholder en positiv ladning, calcium har to positive ladninger, og klor har en negativ ladning. Der er dog også nogle negativt ladede proteiner i vores nervesystem..
På den anden side er det vigtigt at vide, at neuroner er begrænset af en membran. Dette gør det muligt for visse ioner at nå det indre af cellen og blokerer andres passage. Derfor siges det at være en semipermeabel membran..
Selvom koncentrationerne af de forskellige ioner forsøges at balancere på begge sider af membranen, tillader det kun nogle af dem at passere gennem dets ionkanaler.
Når der er et hvilemembranpotentiale, kan kaliumioner let passere gennem membranen. Imidlertid har natrium- og klorioner en sværere tid at passere igennem på dette tidspunkt. Samtidig forhindrer membranen negativt ladede proteinmolekyler i at forlade det indre af neuronen..
Derudover starter natrium-kaliumpumpen også. Det er en struktur, der bevæger tre natriumioner ud af neuronen for hver to kaliumioner, som den indfører i den. Ved hvilemembranpotentialet observeres således flere natriumioner udenfor og mere kalium inde i cellen..
For at beskeder skal sendes mellem neuroner, skal der dog forekomme ændringer i membranpotentiale. Det vil sige, at hvilepotentialet skal ændres.
Dette kan forekomme på to måder: depolarisering eller hyperpolarisering. Dernæst vil vi se, hvad hver af dem betyder:
Antag, at forskerne i det foregående tilfælde placerer en elektrisk stimulator på axonen, der ændrer membranpotentialet et bestemt sted..
Da det indre af axonen har en negativ elektrisk ladning, hvis der anvendes en positiv ladning på dette sted, vil der forekomme en depolarisering. Således ville forskellen mellem den elektriske ladning på ydersiden og indersiden af axonen blive reduceret, hvilket betyder at membranpotentialet ville falde..
Ved depolarisering bliver membranpotentialet i ro for at falde mod nul.
Mens der ved hyperpolarisering er en stigning i cellens membranpotentiale.
Når der gives adskillige depolariserende stimuli, ændrer hver enkelt af dem membranpotentialet lidt mere. Når det når et bestemt punkt, kan det pludselig vendes. Det vil sige, at axonens inderside når en positiv elektrisk ladning, og ydersiden bliver negativ..
I dette tilfælde overskrides hvilemembranpotentialet, hvilket betyder, at membranen er hyperpolariseret (mere polariseret end normalt).
Hele processen kan tage ca. 2 millisekunder, og derefter vender membranpotentialet tilbage til sin normale værdi..
Dette fænomen med hurtig inversion af membranpotentialet er kendt som handlingspotentialet, og det involverer transmission af meddelelser gennem axonen til terminalknappen. Værdien af spændingen, der producerer et handlingspotentiale, kaldes "excitationstærskel".
Endnu ingen kommentarer