a Biológia Szakos II

az idegrendszer működéséhez, a neuronok kell tudni küldeni a jeleket. Ezek a jelek azért lehetségesek, mert minden neuronnak van egy feltöltött sejtmembránja (feszültségkülönbség a belső és a külső között), és ennek a membránnak a töltése megváltozhat a más neuronokból és környezeti ingerekből felszabaduló neurotranszmitter molekulákra adott válaszként., Ahhoz, hogy megértsük, hogyan kommunikálnak a neuronok, először meg kell értenünk az alapvonal alapját vagy a “pihenő” membrántöltést.

neuronális töltésű membránok

a neuront körülvevő lipid kétrétegű membrán áthatolhatatlan a töltött molekulákra vagy ionokra. A neuronba való belépéshez vagy kilépéshez az ionoknak át kell haladniuk a membránt lefedő ioncsatornáknak nevezett speciális fehérjéken. Az ioncsatornák különböző konfigurációjúak: nyitott, zárt és inaktív, az 1. ábrán látható módon. Néhány ioncsatornát aktiválni kell annak érdekében, hogy az ionok kinyíljanak, és lehetővé tegyék az ionok átjutását a sejtbe vagy onnan., Ezek az ioncsatornák érzékenyek a környezetre, és ennek megfelelően megváltoztathatják alakjukat. Az ioncsatornákat, amelyek a feszültségváltozásokra reagálva megváltoztatják szerkezetüket, feszültséggátos ioncsatornáknak nevezik. A feszültségfüggő ioncsatornák szabályozzák a különböző ionok relatív koncentrációját a sejten belül és kívül. A teljes töltés különbségét a sejt belseje és külső része között membránpotenciálnak nevezzük.

1.ábra. A membránfeszültség változásaira válaszul a feszültség-kapcsolt ioncsatornák nyílnak., Az aktiválás után rövid ideig inaktiválódnak, és egy jelre reagálva már nem nyílnak meg.

nyugalmi membránpotenciál

a nyugalmi neuron negatív töltésű: a sejt belseje körülbelül 70 millivolt negatívabb, mint a külső (-70 mV, vegye figyelembe, hogy ez a szám neuron típusonként és fajonként változik). Ezt a feszültséget nyugalmi membránpotenciálnak nevezik; ezt a sejten belüli és kívüli ionok koncentrációjának különbségei okozzák., Ha a membrán minden ionra egyformán áteresztő lenne, minden iontípus átfolyna a membránon, és a rendszer egyensúlyba kerülne. Mivel az ionok nem képesek egyszerűen csak tetszés szerint átjutni a membránon, a sejten belül és kívül több ionkoncentráció eltérő, amint azt az 1.táblázat mutatja.

A nyugalmi membrán potenciál miatt különböző koncentrációban kívül is, belül is a cellába. A pozitív töltésű káliumionok (k+) számának különbsége a sejten belül és kívül uralja a nyugalmi membránpotenciált (2.ábra).

2.ábra., Az a) nyugalmi membránpotenciál a Na+ és K+ ionok különböző koncentrációinak eredménye a sejten belül és kívül. Az idegimpulzus hatására a Na+ belép a sejtbe, ami (b) depolarizációt eredményez. A csúcs akciópotenciálnál a K+ csatornák kinyílnak, a cella pedig (C) hiperpolarizálódik.

amikor a membrán nyugalomban van, K + ionok halmozódnak fel a sejt belsejében a koncentráció gradienssel történő nettó mozgás miatt., A negatív nyugalmi membránpotenciál úgy jön létre és tart fenn, hogy növeli a kationok koncentrációját a sejten kívül (az extracelluláris folyadékban) a sejt belsejében (a citoplazmában). A sejten belüli negatív töltést az hozza létre, hogy a sejtmembrán jobban áteresztő a kálium-ion mozgásra, mint a nátrium-ion mozgása. A neuronokban a káliumionokat magas koncentrációban tartják a sejten belül, míg a nátriumionokat magas koncentrációban tartják a sejten kívül., A sejt kálium – és nátriumszivárgási csatornákkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik, hogy a két kation eloszlassa koncentrációs gradiensét.

azonban a neuronok sokkal több kálium szivárgási csatornával rendelkeznek, mint a nátrium szivárgási csatornái. Ezért a kálium sokkal gyorsabban diffundál a sejtből,mint a nátrium. Mivel több kation hagyja el a cellát, mint belép, ez a sejt belsejét negatívan tölti fel a sejt külső részéhez képest. A nátrium-kálium-szivattyú hatása segít fenntartani a nyugalmi potenciált, miután megállapították., Emlékezzünk vissza, hogy a nátrium-kálium-szivattyúk két k+ iont hoznak a sejtbe, miközben eltávolítják a három Na+ iont ATP-nként. Mivel több kation kerül ki a sejtből, mint amennyit bevettek, a sejt belseje negatív töltésű marad az extracelluláris folyadékhoz képest. Meg kell jegyezni, hogy a klór– ionok (CL -) hajlamosak felhalmozódni a sejten kívül, mert a citoplazmában negatív töltésű fehérjék taszítják őket.

hozzájárul!

javítsa ezt az oldalt