Biologie pro Obory II

Pro nervový systém, na funkce, neurony musí být schopen odesílat a přijímat signály. Tyto signály jsou možné, protože každý neuron má nabité buněčné membrány (rozdíl napětí mezi vnitřní a vnější), a obvinění z této membrány může změnit v reakci na neurotransmiter molekuly uvolněna z jiných neuronů a podněty v oblasti životního prostředí., Abychom pochopili, jak neurony komunikují, musíme nejprve pochopit základ základního nebo „klidového“ membránového náboje.

Neuronální Nabité Membrány

lipidové dvojvrstvy membrány, která obklopuje neuron je nepropustná pro nabité molekuly nebo ionty. Pro vstup nebo výstup z neuronu musí ionty procházet speciálními bílkovinami nazývanými iontové kanály, které pokrývají membránu. Iontové kanály mají různé konfigurace: otevřené, uzavřené a neaktivní, jak je znázorněno na obrázku 1. Některé iontové kanály je třeba aktivovat, aby se otevřely a umožnily ionty proniknout do buňky nebo z ní., Tyto iontové kanály jsou citlivé na životní prostředí a mohou odpovídajícím způsobem změnit svůj tvar. Iontové kanály, které mění svou strukturu v reakci na změny napětí, se nazývají napěťové iontové kanály. Napěťově řízené iontové kanály regulují relativní koncentrace různých iontů uvnitř i vně buňky. Rozdíl v celkovém náboji mezi vnitřní a vnější částí buňky se nazývá membránový potenciál.

Obrázek 1. Napěťově řízené iontové kanály se otevírají v reakci na změny membránového napětí., Po aktivaci se na krátkou dobu deaktivují a v reakci na signál se již neotevřou.

Klidový Membránový Potenciál

neuronu v klidu je negativně nabitá: uvnitř buňky je přibližně 70 milivoltů více záporné, než vnější prostředí (-70 mV, na vědomí, že toto číslo se liší podle neuron typu a podle druhů). Toto napětí se nazývá klidový membránový potenciál; je způsobeno rozdíly v koncentracích iontů uvnitř i vně buňky., Pokud membrány byly stejně propustná pro všechny ionty, každý typ iontu by tok přes membránu a systém dosáhne rovnováhy. Protože ionty nemohou jednoduše překročit membránu podle libosti, existují různé koncentrace několika iontů uvnitř i vně buňky, jak je znázorněno v tabulce 1.

klidový membránový potenciál je výsledkem různých koncentrací uvnitř a vně buňky. Rozdíl v počtu kladně nabitých iontů draslíku (k+) uvnitř a vně buňky dominuje potenciálu klidové membrány (Obrázek 2).

Obrázek 2., (A) klidový membránový potenciál je výsledkem různých koncentrací iontů Na+ a k+ uvnitř a vně buňky. Nervový impuls způsobuje, že na+ vstoupí do buňky, což vede k (b) depolarizaci. Při špičkovém akčním potenciálu se otevřou kanály K+ a buňka se stane (c) hyperpolarizovanou.

když je membrána v klidu, ionty K + se hromadí uvnitř buňky v důsledku čistého pohybu s koncentračním gradientem., Negativní klidový membránový potenciál je vytvořen a udržován zvýšením koncentrace kationtů mimo buňku (v extracelulární tekutině) vzhledem k vnitřní buňce (v cytoplazmě). Záporný náboj uvnitř buňky je vytvořen tím, že buněčná membrána je propustnější pro pohyb iontů draslíku než pohyb iontů sodíku. V neuronech jsou ionty draslíku udržovány ve vysokých koncentracích v buňce, zatímco ionty sodíku jsou udržovány ve vysokých koncentracích mimo buňku., Buňka má kanály úniku draslíku a sodíku, které umožňují dvěma kationty rozptýlit jejich koncentrační gradient.

neurony však mají mnohem více kanálů úniku draslíku než kanály úniku sodíku. Proto draslík difunduje z buňky mnohem rychleji než úniky sodíku. Protože více kationtů opouští buňku, než vstupují, způsobuje to, že vnitřek buňky je záporně nabitý vzhledem k vnější straně buňky. Účinky sodné draselné pumpy pomáhají udržovat klidový potenciál, jakmile jsou stanoveny., Připomeňme, že sodná draselná čerpadla přivádí do buňky dva ionty K+ a zároveň odstraňují tři ionty Na+ na spotřebovaný ATP. Jako další kationty jsou vyloučeni z buňky, než brát v, uvnitř buňky zůstává záporně nabité vzhledem k extracelulární tekutiny. Je třeba poznamenat, že chloridových iontů (Cl–) mají tendenci se hromadit mimo buňku, protože jsou odpuzovány záporně nabité proteiny v cytoplazmě.

Přispějte!

Vylepšete tuto stránku více