ศักยภาพของเมมเบรนคืออะไรเมื่อพัก

ศักยภาพของเมมเบรนที่เหลือ หรือศักยภาพที่จะเกิดขึ้นเมื่อเมมเบรนของเซลล์ประสาทไม่ได้ถูกเปลี่ยนแปลงโดยศักยภาพในการกระตุ้นหรือยับยั้ง

มันเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทไม่ได้ส่งสัญญาณใด ๆ อยู่ในช่วงเวลาที่เหลือ เมื่อเยื่อหุ้มส่วนที่เหลืออยู่ภายในเซลล์มีประจุไฟฟ้าลบที่สัมพันธ์กับภายนอก

ศักยภาพเมมเบรนที่เหลืออยู่มีค่าประมาณ -70 microvolts ซึ่งหมายความว่าภายในเซลล์ประสาทมีค่าน้อยกว่าภายนอก 70 mV นอกจากนี้ในเวลานี้มีโซเดียมไอออนนอกเซลล์ประสาทและโพแทสเซียมไอออนเพิ่มมากขึ้น

ศักยภาพของเมมเบรนหมายถึงอะไร

สำหรับสองเซลล์ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลมันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะได้รับการกระทำที่มีศักยภาพ ศักย์การกระทำประกอบด้วยชุดการเปลี่ยนแปลงในเยื่อหุ้มแอกซอน (การยืดหรือ "สายเคเบิล" ของเซลล์ประสาท)

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้สารเคมีต่าง ๆ เคลื่อนที่จากภายในซอนไปยังของเหลวรอบ ๆ มันเรียกว่าของเหลวนอกเซลล์ การแลกเปลี่ยนสารเหล่านี้ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

ศักยภาพเมมเบรนถูกกำหนดให้เป็นประจุไฟฟ้าบนเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท โดยเฉพาะมันหมายถึงความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างภายในและภายนอกของเซลล์ประสาท

ศักยภาพของเมมเบรนที่เหลือหมายถึงว่าเมมเบรนนั้นค่อนข้างไม่ทำงานและพักอยู่ ไม่มีศักยภาพในการดำเนินการที่ส่งผลต่อคุณในขณะนั้น

เพื่อศึกษาสิ่งนี้นักประสาทวิทยาได้ใช้ปลาหมึกยักษ์เนื่องจากมีขนาดใหญ่ เพื่อให้ความคิดแก่คุณ axon ของสิ่งมีชีวิตนี้มีขนาดใหญ่กว่า axon ที่ใหญ่ที่สุดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นร้อยเท่า

นักวิจัยวางซอนยักษ์ในภาชนะที่มีน้ำทะเลเพื่อให้สามารถอยู่รอดได้สองสามวัน

เพื่อที่จะวัดประจุไฟฟ้าที่ผลิตโดยซอนและคุณสมบัติของมันจะใช้ขั้วไฟฟ้าสองอัน หนึ่งในนั้นสามารถให้กระแสไฟฟ้าในขณะที่อีกคนทำหน้าที่บันทึกข้อความของซอน อิเล็กโทรดชนิดละเอียดมากถูกใช้เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายใด ๆ กับซอนซึ่งเรียกว่าไมโครอิเล็กโทรด

หากวางอิเล็กโทรดหนึ่งตัวไว้ในน้ำทะเลและอีกอันหนึ่งใส่เข้าไปในซอนนั้นจะสังเกตได้ว่าขั้วบวกนั้นมีประจุลบที่เกี่ยวกับของเหลวภายนอก ในกรณีนี้ความแตกต่างของโหลดไฟฟ้าคือ 70 mV

ความแตกต่างนี้เรียกว่าศักยภาพของเมมเบรน นั่นคือเหตุผลที่ว่ากันว่าศักยภาพของเมมเบรนที่อยู่นิ่งของ squid axon คือ -70 mV

ศักยภาพของเมมเบรนในที่เหลือเป็นอย่างไร?

เซลล์ประสาทแลกเปลี่ยนข้อความผ่านทางเคมีไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่ามีสารเคมีต่าง ๆ เข้าและออกจากเซลล์ประสาทที่เมื่อเข้าสู่เซลล์ประสาทเพิ่มขึ้นหรือลดลงก่อให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสารเคมีเหล่านี้มีประจุไฟฟ้าซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่า "ไอออน"

ไอออนหลักของระบบประสาทของเราคือโซเดียมโพแทสเซียมแคลเซียมและคลอรีน สองคนแรกมีประจุเป็นบวกแคลเซียมมีประจุบวกสองอันและคลอรีนซึ่งเป็นประจุลบ อย่างไรก็ตามยังมีโปรตีนที่มีประจุลบในระบบประสาทของเรา

ในทางกลับกันสิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าเซลล์ประสาทถูก จำกัด โดยเยื่อหุ้มเซลล์ วิธีนี้ช่วยให้ไอออนบางอย่างไปถึงด้านในของเซลล์และป้องกันทางของผู้อื่น นั่นคือเหตุผลที่ว่ากันว่าเป็นเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้

แม้ว่าความเข้มข้นของไอออนที่แตกต่างกันนั้นพยายามที่จะรักษาความสมดุลของทั้งสองด้านของเมมเบรน แต่ก็อนุญาตให้บางส่วนของพวกมันผ่านช่องทางไอออนของพวกเขา

เมื่อมีศักยภาพของพังผืดที่เหลือโพแทสเซียมไอออนสามารถข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตามในเวลานี้โซเดียมและคลอรีนมีความยากในการผ่านมากขึ้น ในเวลาเดียวกันเมมเบรนจะป้องกันไม่ให้โมเลกุลโปรตีนที่มีประจุลบออกจากภายในเซลล์ประสาท

นอกจากนี้ปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมก็เริ่มต้นขึ้นเช่นกัน มันเป็นโครงสร้างที่เคลื่อนที่โซเดียมไอออนสามตัวนอกเซลล์ประสาทสำหรับไอออนโพแทสเซียมสองตัวที่เข้ามา ดังนั้นในศักยภาพของเมมเบรนที่พักจะพบว่ามีไอออนของโซเดียมมากขึ้นจึงสังเกตได้จากภายนอกและโพแทสเซียมภายในเซลล์

การเปลี่ยนแปลงของเมมเบรนที่เหลือ

อย่างไรก็ตามสำหรับข้อความที่จะส่งระหว่างเซลล์ประสาทการเปลี่ยนแปลงในเยื่อหุ้มเซลล์จะต้องเกิดขึ้น นั่นคือศักยภาพการพักผ่อนจะต้องมีการเปลี่ยนแปลง

สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้สองวิธีโดยการสลับขั้วหรือ Hyperpolarization ต่อไปเราจะเห็นความหมายของแต่ละคน:

สลับขั้ว

สมมติว่าในกรณีก่อนหน้านี้นักวิจัยวางเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าในซอนซึ่งเปลี่ยนแปลงศักยภาพของเมมเบรนในสถานที่เฉพาะ

เนื่องจากการตกแต่งภายในของซอนมีประจุไฟฟ้าลบหากมีประจุเป็นบวกในสถานที่นี้การสลับขั้วจะเกิดขึ้น ดังนั้นความแตกต่างระหว่างประจุไฟฟ้าจากด้านนอกและด้านในของซอนจะลดลงซึ่งหมายความว่าศักย์เยื่อจะลดลง

ในการสลับขั้วศักยภาพเยื่อหุ้มเซลล์จะไปพักผ่อนจะลดลงถึงศูนย์

hyperpolarization

ในขณะที่ใน Hyperpolarization การเพิ่มขึ้นของเยื่อหุ้มเซลล์ที่อาจเกิดขึ้น

เมื่อได้รับสิ่งเร้า depolarizing หลายคนแต่ละคนเปลี่ยนศักยภาพของพังผืดอีกเล็กน้อย เมื่อถึงจุดหนึ่งก็สามารถย้อนกลับได้ทันที นั่นคือด้านในของซอนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกและด้านนอกจะกลายเป็นลบ

ในกรณีนี้ศักยภาพของเมมเบรนที่เหลือจะเกินซึ่งหมายความว่าเมมเบรนนั้นเป็นโพลาไรซ์โพลาไรซ์ (มีขั้วมากกว่าปกติ)

กระบวนการทั้งหมดสามารถอยู่ได้ประมาณ 2 มิลลิวินาทีจากนั้นเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีศักยภาพจะกลับไปเป็นค่าปกติ

ปรากฏการณ์ของการผกผันอย่างรวดเร็วของศักยภาพเมมเบรนนี้เรียกว่าศักย์การกระทำและเกี่ยวข้องกับการส่งข้อความผ่านซอนไปยังปุ่มเทอร์มินัล ค่าของแรงดันไฟฟ้าที่ก่อให้เกิดการกระทำที่เรียกว่า "ขีด จำกัด การกระตุ้น"