หุ้น:
ศักยภาพของเมมเบรนคืออะไรเมื่อพัก
ศักยภาพของเมมเบรนที่เหลือ หรือศักยภาพในการพักตัวเกิดขึ้นเมื่อเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทไม่เปลี่ยนแปลงโดยการกระตุ้นหรือยับยั้งการกระทำ.
มันเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทไม่ได้ส่งสัญญาณใด ๆ อยู่ในช่วงเวลาที่เหลือ เมื่อเยื่อหุ้มส่วนที่เหลืออยู่ภายในเซลล์มีประจุไฟฟ้าลบที่สัมพันธ์กับภายนอก.
ศักยภาพเมมเบรนที่เหลืออยู่มีค่าประมาณ -70 microvolts ซึ่งหมายความว่าภายในเซลล์ประสาทมีค่าน้อยกว่าภายนอก 70 mV นอกจากนี้ในเวลานี้มีโซเดียมไอออนนอกเซลล์ประสาทและโพแทสเซียมไอออนมากขึ้นในการตกแต่งภายใน.
ศักยภาพของเมมเบรนหมายถึงอะไร?
สำหรับสองเซลล์ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลมันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะได้รับการกระทำที่มีศักยภาพ ศักย์ไฟฟ้ากระทำประกอบด้วยชุดของการเปลี่ยนแปลงในเยื่อหุ้มแอกซอน (การยืดหรือ "สายเคเบิล" ของเซลล์ประสาท).
การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้สารเคมีต่าง ๆ เคลื่อนที่จากภายในซอนไปยังของเหลวรอบ ๆ มันเรียกว่าของเหลวนอกเซลล์ การแลกเปลี่ยนสารเหล่านี้ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า.
ศักยภาพเมมเบรนถูกกำหนดให้เป็นประจุไฟฟ้าบนเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันหมายถึงความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างภายในและภายนอกของเซลล์ประสาท.
ศักยภาพของเมมเบรนที่เหลือหมายถึงว่าเมมเบรนนั้นค่อนข้างไม่ทำงานและพักอยู่ ไม่มีศักยภาพในการดำเนินการที่ส่งผลต่อคุณในขณะนั้น.
เพื่อศึกษาสิ่งนี้นักประสาทวิทยาได้ใช้ปลาหมึกยักษ์เนื่องจากมีขนาดใหญ่ เพื่อให้ความคิดแก่คุณ axon ของสิ่งมีชีวิตนี้มีขนาดใหญ่กว่า axon ที่ใหญ่ที่สุดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นร้อยเท่า.
นักวิจัยวางซอนยักษ์ไว้ในภาชนะที่มีน้ำทะเลเพื่อให้สามารถอยู่รอดได้สองสามวัน.
เพื่อที่จะวัดประจุไฟฟ้าที่ผลิตโดยซอนและคุณสมบัติของมันจะใช้ขั้วไฟฟ้าสองอัน หนึ่งในนั้นสามารถให้กระแสไฟฟ้าในขณะที่อีกคนทำหน้าที่บันทึกข้อความของซอน อิเล็กโทรดชนิดบาง ๆ ถูกใช้เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายใด ๆ กับซอนซึ่งเรียกว่า microelectrode.
หากวางอิเล็กโทรดหนึ่งตัวไว้ในน้ำทะเลและอีกอันหนึ่งใส่เข้าไปในซอนนั้นจะสังเกตได้ว่าขั้วบวกนั้นมีประจุลบที่เกี่ยวกับของเหลวภายนอก ในกรณีนี้ความแตกต่างของโหลดไฟฟ้าคือ 70 mV.
ความแตกต่างนี้เรียกว่าศักยภาพของเมมเบรน นั่นเป็นเหตุผลที่มันบอกว่าศักยภาพของเมมเบรนที่นิ่งสงบของซอนปลาหมึกคือ -70 mV.
ศักยภาพของเมมเบรนเกิดขึ้นได้อย่างไรเมื่อพัก?
เซลล์ประสาทแลกเปลี่ยนข้อความผ่านทางเคมีไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่ามีสารเคมีต่าง ๆ ทั้งในและนอกเซลล์ประสาทที่เมื่อเข้าสู่เซลล์ประสาทเพิ่มขึ้นหรือลดลงก่อให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าที่แตกต่างกัน.
สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสารเคมีเหล่านี้มีประจุไฟฟ้าซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่า "ไอออน".
ไอออนหลักของระบบประสาทของเราคือโซเดียมโพแทสเซียมแคลเซียมและคลอรีน สองคนแรกมีประจุเป็นบวกแคลเซียมมีประจุบวกสองอันและคลอรีนซึ่งเป็นประจุลบ อย่างไรก็ตามยังมีโปรตีนบางอย่างในระบบประสาทของเรามีประจุลบ.
ในทางกลับกันสิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าเซลล์ประสาทถูก จำกัด โดยเยื่อหุ้มเซลล์ วิธีนี้ช่วยให้ไอออนบางอย่างไปถึงด้านในของเซลล์และป้องกันทางของผู้อื่น นั่นเป็นเหตุผลที่กล่าวกันว่าเป็นเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้.
แม้ว่าความเข้มข้นของไอออนที่แตกต่างกันนั้นพยายามที่จะรักษาความสมดุลของทั้งสองด้านของเมมเบรน แต่ก็อนุญาตให้บางส่วนของพวกมันผ่านช่องทางไอออนของมัน.
เมื่อมีศักยภาพของพังผืดที่เหลือโพแทสเซียมไอออนสามารถข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตามในเวลานี้โซเดียมและคลอรีนมีความยากในการผ่าน ในเวลาเดียวกันเมมเบรนจะป้องกันไม่ให้โมเลกุลโปรตีนที่มีประจุลบออกจากภายในเซลล์ประสาท.
นอกจากนี้ปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมก็เริ่มต้นขึ้นเช่นกัน มันเป็นโครงสร้างที่เคลื่อนที่โซเดียมไอออนสามตัวนอกเซลล์ประสาทสำหรับไอออนโพแทสเซียมสองตัวที่เข้ามา ดังนั้นในศักยภาพของเมมเบรนที่พักจะพบว่ามีไอออนของโซเดียมมากขึ้นจึงมีการสังเกตภายนอกและโพแทสเซียมภายในเซลล์มากขึ้น.
การเปลี่ยนแปลงของเมมเบรนที่เหลือ
อย่างไรก็ตามสำหรับข้อความที่จะส่งระหว่างเซลล์ประสาทการเปลี่ยนแปลงในเยื่อหุ้มเซลล์จะต้องเกิดขึ้น นั่นคือศักยภาพการพักผ่อนจะต้องมีการเปลี่ยนแปลง.
สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้สองวิธีโดยการสลับขั้วหรือ hyperpolarization ต่อไปเราจะเห็นความหมายของแต่ละคน:
สลับขั้ว
สมมติว่าในกรณีก่อนหน้านี้นักวิจัยวางเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าในซอนซึ่งเปลี่ยนแปลงศักยภาพของเมมเบรนในสถานที่เฉพาะ.
เนื่องจากการตกแต่งภายในของซอนมีประจุไฟฟ้าลบถ้ามีประจุบวกถูกนำมาใช้ในสถานที่นี้การสลับขั้วจะเกิดขึ้น ดังนั้นความแตกต่างระหว่างประจุไฟฟ้าจากด้านนอกและด้านในของซอนจะลดลงซึ่งหมายความว่าศักย์เยื่อจะลดลง.
ในการสลับขั้ว, เยื่อหุ้มเซลล์ที่มีศักยภาพไปพักผ่อน, จะลดลงสู่ศูนย์.
hyperpolarization
ในขณะที่ใน Hyperpolarization มีการเพิ่มขึ้นของเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีศักยภาพ.
เมื่อได้รับสิ่งเร้า depolarizing หลายคนแต่ละคนเปลี่ยนศักยภาพของพังผืดอีกเล็กน้อย เมื่อถึงจุดหนึ่งก็สามารถย้อนกลับได้ทันที นั่นคือด้านในของซอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกและด้านนอกจะกลายเป็นลบ.
ในกรณีนี้ศักยภาพของเมมเบรนที่เหลือจะเกินซึ่งหมายความว่าเมมเบรนคือโพลาไรซ์โพลาไรซ์ (มีขั้วมากกว่าปกติ).
กระบวนการทั้งหมดสามารถใช้เวลาประมาณ 2 มิลลิวินาทีจากนั้นเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีศักยภาพจะกลับไปเป็นค่าปกติ.
ปรากฏการณ์การผกผันอย่างรวดเร็วของศักยภาพเมมเบรนนี้เรียกว่าศักย์การกระทำและเกี่ยวข้องกับการส่งข้อความผ่านซอนไปยังปุ่มเทอร์มินัล ค่าของแรงดันไฟฟ้าที่สร้างศักย์ไฟฟ้ากระทำเรียกว่า "ขีด จำกัด การกระตุ้น".
การอ้างอิง
- Carlson, N.R. (2006) สรีรวิทยาของพฤติกรรม 8th เอ็ดมาดริด: เพียร์สัน.
- Chudler, E. (s.f. ) ไฟกล้องศักยภาพการกระทำ สืบค้นเมื่อวันที่ 25 เมษายน 2017, จากคณะ Washington: Faculty.washington.edu/,
- ศักยภาพในการพักผ่อน ( N.d. ) สืบค้นเมื่อวันที่ 25 เมษายน 2017 จาก Wikipedia: en.wikipedia.org.
- ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ ( N.d. ) สืบค้นเมื่อวันที่ 25 เมษายน 2017 จาก Khan Academy: khanacademy.org.