Wat is het Membraanpotentieel in Rust?

de membraanpotentiaal in rust of rustpotentieel treedt op wanneer het membraan van een neuron niet wordt gewijzigd door exciterende of remmende actiepotentialen.

Het komt voor wanneer het neuron geen signaal uitzendt, in een moment van rust is. Wanneer het membraan in rust is, heeft het binnenste van de cel een negatieve elektrische lading ten opzichte van de buitenkant.

De rustende membraanpotentiaal is ongeveer -70 microvolt. Dit betekent dat het binnenste van het neuron 70 mV minder is dan de buitenkant. Bovendien zijn er op dit moment meer natriumionen buiten het neuron en meer kaliumionen in het inwendige.

Wat betekent membraanpotentieel??

Voor twee neuronen om informatie uit te wisselen, is het noodzakelijk dat actiepotentialen worden gegeven. Een actiepotentiaal bestaat uit een reeks veranderingen in het axonmembraan (verlenging of "kabel" van het neuron).

Deze veranderingen zorgen ervoor dat verschillende chemicaliën van binnenuit het axon naar de vloeistof eromheen bewegen, extracellulaire vloeistof genoemd. De uitwisseling van deze stoffen produceert elektrische stromen.

De membraanpotentiaal wordt gedefinieerd als de elektrische lading op het membraan van de zenuwcellen. In het bijzonder verwijst het naar het verschil in elektrisch potentieel tussen de binnenkant en de buitenkant van het neuron.

Het membraanpotentiaal in rust houdt in dat het membraan relatief inactief is en rust. Er zijn geen actiepotentialen die je op dat moment beïnvloeden.

Om dit te bestuderen, hebben neurowetenschappers inktvis-axonen gebruikt vanwege hun grote omvang. Om je een idee te geven, is het axon van dit schepsel honderd keer groter dan het grootste axon van een zoogdier.

De onderzoekers plaatsen het gigantische axon in een container met zeewater, zodat het een paar dagen kan overleven.

Voor het meten van de elektrische ladingen geproduceerd door het axon en de kenmerken ervan, worden twee elektroden gebruikt. Een van hen kan elektrische stromen leveren, terwijl een andere dient om de boodschap van het axon te registreren. Een zeer dun soort elektrode wordt gebruikt om schade aan het axon te voorkomen, de zogenaamde micro-elektrode.

Als een elektrode in het zeewater wordt geplaatst en een elektrode in het axon wordt ingebracht, wordt opgemerkt dat de elektrode een negatieve lading heeft ten opzichte van de vloeistof buiten. In dit geval is het verschil in elektrische belasting 70 mV.

Dit verschil wordt membraanpotentiaal genoemd. Dat is waarom het zegt dat het rustige membraanpotentiaal van een inktvissenaxon -70 mV is.

Hoe membraanpotentieel in rust optreedt?

Neuronen wisselen berichten uit via elektrochemie. Dit betekent dat er binnen en buiten de neuronen verschillende chemische stoffen zijn die, wanneer hun intrede in de zenuwcellen toeneemt of afneemt, aanleiding geven tot verschillende elektrische signalen.

Dit gebeurt omdat deze chemicaliën een elektrische lading hebben, en daarom zijn ze bekend als "ionen".

De belangrijkste ionen van ons zenuwstelsel zijn natrium, kalium, calcium en chloor. De eerste twee bevatten een positieve lading, calcium heeft twee positieve ladingen en chloor, een negatieve. Er zijn echter ook enkele eiwitten in ons zenuwstelsel die negatief geladen zijn.

Aan de andere kant is het belangrijk om te weten dat neuronen worden beperkt door een membraan. Hierdoor kunnen bepaalde ionen het binnenste van de cel bereiken en de doorgang van anderen blokkeren. Daarom wordt gezegd dat het een semi-permeabel membraan is.

Hoewel de concentraties van de verschillende ionen aan beide zijden van het membraan proberen te balanceren, kunnen slechts enkele van deze ionkanalen worden doorgelaten.

Wanneer er een membraanpotentiaal in rust is, kunnen kaliumionen gemakkelijk over het membraan gaan. Op dit moment hebben de natrium- en chloorionen echter meer moeite om te passeren. Tegelijkertijd voorkomt het membraan dat negatief geladen eiwitmoleculen het binnenste van het neuron verlaten.

Bovendien wordt ook de natrium-kaliumpomp gestart. Het is een structuur die drie natriumionen buiten het neuron verplaatst voor elke twee kaliumionen die erin gaan. Dus, in de rustende membraanpotentiaal, worden meer natriumionen buiten waargenomen en meer kalium in de cel.

Wijziging van het membraanpotentiaal in rust

Voor berichten die tussen neuronen worden verzonden, moeten echter veranderingen in het membraanpotentieel optreden. Dat wil zeggen, het rustpotentieel moet worden veranderd.

Dit kan op twee manieren gebeuren door depolarisatie of hyperpolarisatie. Vervolgens zullen we zien wat elk van hen betekent:

depolarisatie

Stel dat in het vorige geval de onderzoekers een elektrische stimulator in het axon plaatsen die de membraanpotentiaal op een specifieke plaats verandert.

Aangezien het binnenste van het axon een negatieve elektrische lading heeft, zou depolarisatie optreden als op deze plaats een positieve lading wordt toegepast. Het verschil tussen de elektrische lading van buitenaf en de binnenkant van het axon zou dus worden verminderd, wat betekent dat het membraanpotentiaal zou afnemen.

Bij depolarisatie gaat het membraanpotentieel rusten en wordt het teruggebracht naar nul.

hyperpolarisatie

Terwijl bij hyperpolarisatie er een toename is van het membraanpotentieel van de cel.

Wanneer verschillende depolariserende stimuli worden gegeven, verandert elk van hen het membraanpotentiaal iets meer. Wanneer het een bepaald punt bereikt, kan het abrupt worden omgekeerd. Dat wil zeggen, de binnenkant van het axon bereikt een positieve elektrische lading en de buitenkant wordt negatief.

In dit geval wordt de membraanpotentiaal in rust overschreden, wat betekent dat het membraan gehyperpolariseerd is (meer gepolariseerd dan normaal).

Het hele proces kan ongeveer 2 milliseconden duren en vervolgens keert het membraanpotentieel terug naar de normale waarde.

Dit fenomeen van snelle inversie van de membraanpotentiaal is bekend als een actiepotentiaal en omvat de transmissie van berichten via het axon naar de aansluitingsknop. De waarde van de spanning die een actiepotentiaal produceert, wordt de "excitatiedrempel" genoemd.

referenties

1. Carlson, N.R. (2006). Fysiologie van gedrag 8e druk: Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (s.f.). Lichten, camera, actiepotentiaal. Opgeroepen op 25 april 2017 van faculteit Washington: faculty.washington.edu/,
3. Rust potentieel. (N.D.). Opgeroepen op 25 april 2017, van Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Het membraanpotentieel. (N.D.). Opgeroepen op 25 april 2017, van Khan Academy: khanacademy.org.