Biologi för Majors II (Svenska)

för att nervsystemet ska fungera måste neuroner kunna skicka och ta emot signaler. Dessa signaler är möjliga eftersom varje neuron har ett laddat cellulärt membran (en spänningsskillnad mellan insidan och utsidan), och laddningen av detta membran kan förändras som svar på neurotransmittormolekyler som frigörs från andra neuroner och miljöstimuli., För att förstå hur neuroner kommunicerar måste man först förstå grunden för baslinjen eller” vilande ” membranladdning.

neuronala laddade membran

lipid bilayer membran som omger en neuron är ogenomträngligt för laddade molekyler eller joner. För att komma in eller lämna neuron måste joner passera genom speciella proteiner som kallas jonkanaler som spänner över membranet. Jonkanaler har olika konfigurationer: öppna, stängda och inaktiva, som visas i Figur 1. Vissa jonkanaler måste aktiveras för att öppna och låta joner passera in i eller ut ur cellen., Dessa jonkanaler är känsliga för miljön och kan ändra sin form i enlighet därmed. Jonkanaler som ändrar sin struktur som svar på spänningsförändringar kallas spänningsgaterade jonkanaler. Spännings-gated jonkanaler reglerar de relativa koncentrationerna av olika joner inuti och utanför cellen. Skillnaden i total laddning mellan insidan och utsidan av cellen kallas membranpotentialen.

Figur 1. Spännings-gated jonkanaler öppna som svar på förändringar i membranspänning., Efter aktivering blir de inaktiverade under en kort period och öppnas inte längre som svar på en signal.

vilande membranpotential

en neuron i vila är negativt laddad: insidan av en cell är cirka 70 millivolt mer negativ än utsidan (-70 mV, notera att detta antal varierar beroende på neuron typ och Art). Denna spänning kallas vilomembranpotentialen; den orsakas av skillnader i koncentrationerna av joner inuti och utanför cellen., Om membranet var lika permeabelt för alla joner, skulle varje typ av Jon flöda över membranet och systemet skulle nå jämvikt. Eftersom joner inte bara kan korsa membranet efter behag, finns det olika koncentrationer av flera joner inuti och utanför cellen, såsom visas i Tabell 1.

vilomembranpotentialen är ett resultat av olika koncentrationer inom och utanför cellen. Skillnaden i antalet positivt laddade kaliumjoner (K+) inuti och utanför cellen dominerar vilomembranpotentialen (Figur 2).

Figur 2., (A) vilande membranpotential är ett resultat av olika koncentrationer av NA+ och K+ joner inuti och utanför cellen. En nervimpuls orsakar Na+ att komma in i cellen, vilket resulterar i (b) depolarisering. Vid toppåtgärdspotentialen öppnas k + – kanaler och cellen blir (C) hyperpolariserad.

när membranet är i vila ackumuleras K + – joner inuti cellen på grund av en nettorörelse med koncentrationsgradienten., Den negativa vilande membranpotentialen skapas och upprätthålls genom att öka koncentrationen av katjoner utanför cellen (i den extracellulära vätskan) i förhållande till inuti cellen (i cytoplasman). Den negativa laddningen inom cellen skapas av att cellmembranet är mer permeabelt för kaliumjonrörelse än natriumjonrörelse. I neuroner bibehålls kaliumjoner vid höga koncentrationer i cellen medan natriumjoner bibehålls vid höga koncentrationer utanför cellen., Cellen har kalium – och natriumläckningskanaler som gör att de två katjonerna diffunderar sin koncentrationsgradient.

neuronerna har dock mycket mer kaliumläckningskanaler än natriumläckningskanaler. Därför diffunderar kalium ut ur cellen i mycket snabbare takt än natriumläckor i. Eftersom fler katjoner lämnar cellen än vad som kommer in, orsakar detta att insidan av cellen är negativt laddad i förhållande till utsidan av cellen. Verkan av natriumkaliumpumpen hjälper till att upprätthålla vilopotentialen, en gång etablerad., Minns att natriumkaliumpumpar ger två K + joner i cellen medan du tar bort tre Na + joner per ATP som konsumeras. Eftersom fler katjoner utvisas från cellen än tas in, förblir insidan av cellen negativt laddad i förhållande till den extracellulära vätskan. Det bör noteras att klorjoner (Cl–) tenderar att ackumuleras utanför cellen eftersom de avstötas av negativt laddade proteiner inom cytoplasman.

bidra!

förbättra denna sida mer