Biologie voor Majors II

om het zenuwstelsel te laten functioneren, moeten neuronen signalen kunnen verzenden en ontvangen. Deze signalen zijn mogelijk omdat elk neuron een geladen cellulair membraan heeft (een spanningsverschil tussen de binnenkant en de buitenkant), en de lading van dit membraan kan veranderen in reactie op neurotransmittermolecules die van andere neuronen en milieustimuli worden vrijgegeven., Om te begrijpen hoe neuronen communiceren, moet men eerst de basis van de basislijn of “het rusten” membraanlading begrijpen.

neuronaal geladen membranen

het lipide bilaagmembraan rond een neuron is ondoordringbaar voor geladen moleculen of ionen. Om het neuron in te gaan of te verlaten, moeten de ionen door speciale proteã NEN genoemd ionenkanalen overgaan die het membraan overspannen. Ionenkanalen hebben verschillende configuraties: open, gesloten en inactief, zoals geïllustreerd in Figuur 1. Sommige ionenkanalen moeten worden geactiveerd om ionen te openen en toe te staan om in of uit de cel over te gaan., Deze ionenkanalen zijn gevoelig voor het milieu en kunnen hun vorm dienovereenkomstig veranderen. Ionenkanalen die hun structuur veranderen als reactie op spanningsveranderingen worden voltage-gated ionenkanalen genoemd. Voltage-gated ionenkanalen regelen de relatieve concentraties van verschillende ionen binnen en buiten de cel. Het verschil in totale Last tussen de binnen en buiten van de cel wordt genoemd het membraanpotentieel.

figuur 1. Voltage-gated ionenkanalen openen in reactie op veranderingen in membraanspanning., Na activering worden ze voor een korte periode buiten werking gesteld en zullen ze niet meer openen als reactie op een signaal.

Rustmembraan potentiaal

een neuron in rust is negatief geladen: de binnenkant van een cel is ongeveer 70 millivolts negatiever dan de buitenkant (-70 mV, merk op dat dit aantal varieert per neurontype en per soort). Dit voltage wordt genoemd het rustende membraanpotentieel; het wordt veroorzaakt door verschillen in de concentraties van ionen binnen en buiten de cel., Als het membraan even permeabel was voor alle ionen, zou elk type ion over het membraan stromen en zou het systeem evenwicht bereiken. Omdat ionen niet zomaar het membraan kunnen passeren, zijn er verschillende concentraties van meerdere ionen binnen en buiten de cel, zoals weergegeven in Tabel 1.

het potentieel van het rustmembraan is het resultaat van verschillende concentraties binnen en buiten de cel. Het verschil in het aantal positief geladen kaliumionen (K+) binnen en buiten de cel domineert het rustmembraan potentieel (Figuur 2).

Figuur 2., Het (a) rustmembraan potentieel is een resultaat van verschillende concentraties van na+ en K+ ionen binnen en buiten de cel. Een zenuwimpuls veroorzaakt Na+ om de cel in te gaan, resulterend in (b) depolarisatie. Bij het piekactiepotentieel, openen de kanalen K+ en wordt de cel (C) hyperpolarized.

wanneer het membraan in rust is, hopen K+ – ionen zich op in de cel als gevolg van een nettobeweging met de concentratiegradiënt., Het negatieve rustende membraanpotentieel wordt gecreeerd en gehandhaafd door de concentratie van kationen buiten de cel (in de extracellulaire vloeistof) met betrekking tot binnen de cel (in het cytoplasma) te verhogen. De negatieve lading binnen de cel wordt gecreeerd door het celmembraan die meer permeabel aan kaliumionenbeweging zijn dan natriumionenbeweging. In neuronen, worden de kaliumionen in hoge concentraties binnen de cel gehandhaafd terwijl de natriumionen in hoge concentraties buiten de cel worden gehandhaafd., De cel bezit kalium en natriumlekkagekanalen die de twee kationen toestaan om hun concentratiegradiënt te verspreiden.

de neuronen hebben echter veel meer kaliumlekkagekanalen dan natriumlekkagekanalen. Daarom verspreidt kalium veel sneller uit de cel dan natriumlekt naar binnen. Omdat meer kationen de cel verlaten dan binnenkomen, veroorzaakt dit het binnenland van de cel om ten opzichte van de buitenkant van de cel negatief worden geladen. De acties van de natriumkaliumpomp helpen om het rustpotentieel te behouden, eenmaal vastgesteld., Bedenk dat natrium kalium pompen brengt twee K + ionen in de cel terwijl het verwijderen van drie Na+ ionen per ATP geconsumeerd. Aangezien meer kationen uit de cel worden verdreven dan binnen worden genomen, blijft de binnenkant van de cel negatief geladen ten opzichte van de extracellulaire vloeistof. Opgemerkt moet worden dat de chloorionen (Cl–) buiten de cel neigen te accumuleren omdat zij door negatief-geladen proteã nen binnen het cytoplasma worden afgestoten.

bijdragen!

verbeter deze pagina leer meer