rezultatele învățării
- descrieți baza potențialului membranei de repaus
pentru ca sistemul nervos să funcționeze, neuronii trebuie să poată trimite și primi semnale. Aceste semnale sunt posibile deoarece fiecare neuron are o membrană celulară încărcată (o diferență de tensiune între interior și exterior), iar încărcarea acestei membrane se poate schimba ca răspuns la moleculele neurotransmițătoare eliberate de alți neuroni și stimuli de mediu., Pentru a înțelege modul în care neuronii comunică, trebuie să înțelegem mai întâi baza încărcării membranei de bază sau „odihnă”.membrana lipidică bistratificată care înconjoară un neuron este impermeabilă la moleculele sau ionii încărcați. Pentru a intra sau a ieși din neuron, ionii trebuie să treacă prin proteine speciale numite canale ionice care acoperă membrana. Canalele ionice au configurații diferite: deschise, închise și inactive, așa cum este ilustrat în Figura 1. Unele canale ionice trebuie să fie activate pentru a se deschide și a permite ionilor să treacă în sau din celulă., Aceste canale ionice sunt sensibile la mediul înconjurător și își pot schimba forma în consecință. Canalele ionice care își schimbă structura ca răspuns la schimbările de tensiune se numesc canale ionice cu tensiune. Canalele ionice cu tensiune reglează concentrațiile relative ale diferiților ioni din interiorul și exteriorul celulei. Diferența de încărcare totală între interiorul și exteriorul celulei se numește potențialul membranei.
Figura 1. Canalele ionice cu tensiune se deschid ca răspuns la modificările tensiunii membranei., După activare, acestea devin inactivate pentru o scurtă perioadă și nu se vor mai deschide ca răspuns la un semnal.acest videoclip discută baza potențialului membranei de repaus.un neuron în repaus este încărcat negativ: interiorul unei celule este cu aproximativ 70 milivolți mai negativ decât exteriorul (-70 mV, rețineți că acest număr variază în funcție de tipul neuronului și de specie). Această tensiune se numește potențialul membranei de repaus, este cauzată de diferențele în concentrațiile de ioni din interiorul și din exteriorul celulei., Dacă membrana ar fi la fel de permeabilă la toți ionii, fiecare tip de ion ar curge prin membrană și sistemul ar ajunge la echilibru. Deoarece ionii nu pot traversa pur și simplu membrana în voie, există concentrații diferite de mai mulți ioni în interiorul și în exteriorul celulei, așa cum se arată în tabelul 1.
| Tabelul 1., Ion Concentration Inside and Outside Neurons | |||
|---|---|---|---|
| Ion | Extracellular concentration (mM) | Intracellular concentration (mM) | Ratio outside/inside |
| Na+ | 145 | 12 | 12 |
| K+ | 4 | 155 | 0.,026 |
| Cl− | 120 | 4 | 30 |
| anioni Organici (A−) | — | 100 | |
De repaus potențialul de membrană este rezultatul unei concentrații diferite în interiorul și în afara celulei. Diferența numărului de ioni de potasiu încărcați pozitiv (K+) în interiorul și în exteriorul celulei domină potențialul membranei de repaus (Figura 2).
Figura 2., Potențialul membranei de repaus (a) este rezultatul diferitelor concentrații de ioni de Na+ și K+ din interiorul și exteriorul celulei. Un impuls nervos determină Na+ să intre în celulă, ducând la (b) depolarizare. La potențialul de acțiune de vârf, canalele K+ se deschid și celula devine (c) hiperpolarizată.când membrana este în repaus, ionii K+ se acumulează în interiorul celulei datorită unei mișcări nete cu gradientul de concentrație., Potențialul negativ al membranei de repaus este creat și menținut prin creșterea concentrației de cationi în afara celulei (în fluidul extracelular) în raport cu interiorul celulei (în citoplasmă). Sarcina negativă din interiorul celulei este creată de membrana celulară fiind mai permeabilă la mișcarea ionilor de potasiu decât mișcarea ionilor de sodiu. În neuroni, ionii de potasiu sunt menținuți la concentrații mari în interiorul celulei, în timp ce ionii de sodiu sunt menținuți la concentrații mari în afara celulei., Celula posedă canale de scurgere de potasiu și sodiu care permit celor doi cationi să difuzeze gradientul lor de concentrație.cu toate acestea, neuronii au mult mai multe canale de scurgere de potasiu decât canalele de scurgere de sodiu. Prin urmare, potasiul difuzează din celulă într-un ritm mult mai rapid decât scurgerile de sodiu. Deoarece mai mulți cationi părăsesc celula decât intră, acest lucru face ca interiorul celulei să fie încărcat negativ în raport cu exteriorul celulei. Acțiunile pompei de potasiu de sodiu ajută la menținerea potențialului de repaus, odată stabilit., Reamintim că pompele de potasiu de sodiu aduc doi ioni K+ în celulă în timp ce îndepărtează trei ioni Na+ per ATP consumați. Deoarece mai mulți cationi sunt expulzați din celulă decât luați, interiorul celulei rămâne încărcat negativ în raport cu fluidul extracelular. Trebuie remarcat faptul că ionii de clor (Cl–) tind să se acumuleze în afara celulei, deoarece sunt respinși de proteinele încărcate negativ în citoplasmă.
încercați să-l
contribuie!
îmbunătățiți această paginăaflați mai mult
Leave a Reply