Nyugalmi potenciál

A Nyugalmi potenciál a -70 mV feszültségkülönbség, amely nem gerjesztett állapotban létezik az idegsejtek belső és környezete között. A potenciál releváns az akciópotenciálok kialakulásához. A cianidmérgezés megakadályozza a pihenőképesség helyreállítását, és idegi összeomláshoz vezet.

Mi a nyugalmi potenciál?

A nyugalmi potenciál az a feszültségkülönbség, amely egy nem gerjesztett ideg belseje és környezete között van. Ezt a feszültségkülönbséget aktívan fenn kell tartani, és a nátrium- és káliumionok egyenetlen eloszlásából adódik.

Az idegsejt membrán két eleme foglalkozik a nyugalmi képesség fenntartásával: egyrészt a nátrium-kálium szivattyúk, másrészt a Ranvier kábelgyűrűin lévő ioncsatornák.

Az ingerlékeny idegsejtek nyugalmi képessége képezi az gerjesztés szóbeli vezetésének alapját az emberi idegutakban. Amikor egy akciós potenciál gerjeszti, a cella depolarizálódik a küszöbpotenciálján és a feszültségfüggő ioncsatornák kinyílnak, így amikor bizonyos ionok beáramlanak, a nyugalmi potenciál megváltozik. Az akciópotenciál az idegutak mentén továbbadódik a töltések újraelosztásán keresztül.

Az emberi neuron nyugalmi potenciáljának -70 és -80 mV közötti különbsége van. A sejtmembrán belseje negatív, a külső pozitív töltésű.

Funkció és feladat

Különféle folyamatok zajlanak egy gerjeszthető sejt membránján a pihenő fázisban. A Ranvier zsinórokon az axonokat nem izolálják a mielin. Na + / K + szivattyúk találhatók ezeken a csomópontokon, amelyek a káliumionokat az axon belsejébe szállítják a nyugalmi fázisban, miközben az ATP-t fogyasztják. A nátrium-ionokat egyidejűleg szivattyúzzák a cellából. Ez azt jelenti, hogy az axonokban nagyobb a káliumkoncentráció, mint kívül.

A fehérjetartalmú ioncsatornák miatt a sejtek membránjai eltérő áteresztőképességgel rendelkeznek ezekre az ionokra. A nátriumcsatornákat általában nyugalomban zárják le. A kálium csatornái viszont nyitottak, így a káliumionok diffúziója következik be. Az ionok így kifelé diffundálnak. Ez addig zajlik, amíg az elektromos erõk és az ozmotikus nyomás erõk között egyensúly nem áll fenn. Ez fenntartja a töltési különbséget a sejtmembrán külső és belső része között, amelyet nyugalmi potenciálnak is nevezünk.

Amikor egy inger megérinti az idegrostokat és átlépte a küszöböt, akkor a feszültségtől függő nátrium- és káliumcsatornák kinyílnak. Ez létrehozza a cella depolarizációját, amely viszont aktivációs potenciált vált ki. A bioelektromos impulzust az idegrostok mentén hordozzák.

Egyszerűen fogalmazva: az akciós potenciál esetén egy jel továbbadódik a membránpotenciál változásán keresztül.

-50 mV érték alkalmazandó küszöbértékként egy akciópotenciál létrehozására. A +20 mV alatti gerjesztés nem jelent semmilyen akciópotenciált, és nincs reakció.

Egy akciópotenciál létrehozása és átadása után az N + csatornák először ismét bezáródnak. A K + csatornák viszont úgy nyílnak meg, hogy a káliumionok diffundálhatnak az axonból. A cella belsejében az elektromos feszültség ismét csökken. Ezt a folyamatot repolarizációnak is nevezik. Ezután a K + csatornák szintén bezáródnak, és a cella potenciálja a nyugalmi potenciál alá esik. Ez a hiperpolarizáció megváltozik a nyugalmi potenciálban, amelyet a nátrium-kálium szivattyúk kb. Két milliszekundum után helyreálltak. Az axon tehát kész új akciópotenciálokra.

Itt megtalálja gyógyszereit

Betegségek és betegségek

A jelenségek, például a cianidmérgezés életveszélyes következményekkel jár, néha a pihenőképesség elvesztése miatt. Az idegsejteknek energiára van szükségük pihenőképességük helyreállításához. A cianidmérgezés blokkolja az energiaellátást, így a nyugalmi potenciál helyreállításához semmilyen nem biztosítható. Az idegsejtek tartósan depoliarizálódnak és elveszítik működését.

Attól függően, hogy hány idegsejt érint az energiaellátás alulteljesítése, az egész szervezet idegrendszeri szabályozása ilyen módon összeomlik. Az idegrendszer ilyen lebontása elkerülhetetlenül halálhoz vezet.

Tágabb értelemben az ideg nyugalmi képességével járó panaszok ioncsatornás betegségekben is kifejeződhetnek. Ezek az örökletes betegségek izgalmi rendellenességeket idéznek elő az izmokban és az idegrendszerben. Az ioncsatorna betegségei befolyásolják az ioncsatorna kapcsolási viselkedését. A csatornák kapcsolási viselkedésében bekövetkező változások befolyásolhatják a nyugalmi potenciál helyreállítási képességét. Így a betegségek befolyásolják a szövet ingerlékenységét. Az ioncsatorna betegségek szűk értelemben az ioncsatornák mutációi.

A tudományos eredmények szerint az örökletes epilepsziának három formája áll kapcsolatban ezzel a jelenséggel. A modern kutatások szerint a hemiplegikus migrén és az idiopátiás kamrai fibrilláció is így magyarázható.

A nátrium-kálium pumpákat olyan betegségek is befolyásolhatják, amelyek befolyásolják az idegsejt nyugalmi képességét. Sok tudós szerint a modern nyugati étrend természetellenes nátrium-kálium arányt okoz a testben. Állítólag az asztali só feleslege és a kálium hiánya a túl kevés növényi étel miatt károsítja a nátrium-kálium szivattyúkat, mivel ez megváltoztathatja az intracelluláris ionarányt.

A sejtmembrán nátrium-kálium-cseréjének genetikailag meghatározott rendellenességei azonban más mutációkban vannak jelen, és a kutatók összekapcsolták az epilepsziás formákkal, valamint az ioncsatorna betegségekkel. A pihenőképesség helyreállításának zavara ezért feltehetően releváns a központi idegrendszer különböző betegségeire.