Atpūtas potenciāls

Atpūtas potenciāls ir sprieguma starpība -70 mV, kas pastāv neuzbudināmā stāvoklī starp neironu iekšpusi un vidi. Potenciāls ir būtisks darbības potenciālu veidošanai. Saindēšanās ar cianīdiem novērš atpūtas iespēju atjaunošanos un noved pie neironu sabrukšanas.

Kāds ir atpūtas potenciāls?

Atpūtas potenciāls ir sprieguma starpība, kas pastāv starp neuzbudinātu neironu un tā apkārtni. Šī sprieguma atšķirība ir aktīvi jāsaglabā, un to izraisa nevienmērīgs nātrija un kālija jonu sadalījums.

Atpūtas potenciāla uzturēšana ir saistīta ar diviem nervu šūnu membrānas elementiem: no vienas puses, nātrija-kālija sūkņi un, no otras puses, Ranvier gredzenu jonu kanāli.

Uzbudināmo nervu šūnu miera potenciāls veido pamatu cilvēka nervu ceļu sātīgai vadīšanai. Ja to ierosina darbības potenciāls, šūna tiek depolarizēta ārpus tā sliekšņa potenciāla un no sprieguma atkarīgie jonu kanāli atveras tā, ka, ieplūstot noteiktiem joniem, atpūtas potenciāls mainās. Rīcības potenciāls tiek pārnests pa nervu ceļiem, pārdalot lādiņus.

Cilvēka neirona atpūtas potenciālam ir starpība no -70 līdz -80 mV. Šūnas membrānas iekšpuse ir negatīva, un ārpuse ir pozitīvi lādēta.

Funkcija un uzdevums

Uzbudināmas šūnas membrānā atpūtas fāzē notiek dažādi procesi. Ranveras auklās aksoni nav izolēti ar mielīnu. Šajos mezglos atrodas Na + / K + sūkņi, kas atpūtas fāzē pārvadā kālija jonus aksona iekšpusē, vienlaikus patērējot ATP. Nātrija joni vienlaikus tiek izsūknēti no šūnas. Tādējādi aksonu iekšienē ir augstāka kālija koncentrācija nekā ārpus tā.

Olbaltumvielu saturošo jonu kanālu dēļ šūnu membrānām ir atšķirīgs šo jonu caurlaidības līmenis. Nātrija kanāli parasti tiek aizvērti miera stāvoklī. Savukārt kālija kanāli ir atvērti, tāpēc kālija joni izkliedējas. Tādējādi joni izkliedējas uz āru. Tas notiek, kamēr nav līdzsvara starp elektriskajiem un osmotiskā spiediena spēkiem. Tas uztur lādiņu atšķirību starp šūnas membrānu ārpusē un iekšpusē, ko sauc arī par miera potenciālu.

Kad stimuls skar nervu šķiedru un šķērso slieksni, tiek atvērti no sprieguma atkarīgie nātrija un kālija kanāli. Tas rada šūnas depolarizāciju, kas savukārt izraisa darbības potenciālu. Bioelektriskais impulss tiek veikts gar nervu šķiedrām.

Vienkārši sakot, darbības potenciāla gadījumā signāls tiek nodots caur membrānas potenciāla izmaiņām.

Kā sliekšņa vērtību darbības potenciāla attīstīšanai piemēro vērtību -50 mV. Uzbudinājumi zem +20 mV nedod nekādu darbības potenciālu un nav reakciju.

Pēc darbības potenciāla radīšanas un pārsūtīšanas N + kanāli vispirms atkal tiek slēgti. Turpretī K + kanāli atveras tā, lai kālija joni varētu izkliedēties no aksona. Elektriskais spriegums šūnas iekšpusē atkal pazeminās. Šo procesu sauc arī par repolarizāciju. Tad arī K + kanāli aizveras un šūnas potenciāls nokrītas zem atpūtas potenciāla. Šī hiperpolarizācija mainās miera stāvoklī, ko nātrija-kālija sūkņi ir atjaunojuši apmēram pēc divām milisekundēm. Tādējādi aksons ir gatavs jauniem darbības potenciāliem.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības un kaites

Fenomeniem, piemēram, saindēšanās ar cianīdiem, ir dzīvībai bīstamas sekas, dažas no tām ir saistītas ar atpūtas iespēju zaudēšanu. Neironiem nepieciešama enerģija, lai atjaunotu viņu atpūtas iespējas. Saindēšanās ar cianīdiem bloķē enerģijas piegādi, tāpēc, lai atjaunotu atpūtas potenciālu, to nevar piegādāt. Nervu šūnas paliek pastāvīgi depolarizētas un zaudē savu funkcionalitāti.

Atkarībā no tā, cik neironus ietekmē nepietiekama enerģijas piegāde, šādā veidā var sabrukt visa organisma neironu regulēšana. Šāds neironu regulācijas sadalījums neizbēgami noved pie nāves.

Plašākā nozīmē sūdzības par neirona atpūtas iespējām var izpausties arī jonu kanālu slimībās. Šīs iedzimtās slimības izraisa uzbudinājuma traucējumus muskuļos un nervu sistēmā. Jonu kanālu slimības ietekmē jonu kanālu maiņas izturēšanos. Kanālu pārslēgšanas uzvedības izmaiņas, savukārt, var ietekmēt spēju atjaunot atpūtas potenciālu. Tādējādi slimības ietekmē audu uzbudināmību. Jonu kanālu slimības šaurākā nozīmē ir jonu kanālu mutācijas.

Saskaņā ar zinātniskiem atklājumiem tiek apgalvots, ka trīs iedzimtas epilepsijas formas ir saistītas ar šo parādību. Saskaņā ar mūsdienu pētījumiem šādā veidā tiek izskaidrota arī hemiplēģiskā migrēna un idiopātiska kambaru fibrilācija.

Nātrija-kālija sūkņus var ietekmēt arī slimības, kas ietekmē nervu šūnas atpūtas iespējas. Pēc daudzu zinātnieku domām, mūsdienu rietumu diēta izraisa nedabisku nātrija un kālija attiecību organismā. Tiek apgalvots, ka galda sāls pārpalikums un kālija trūkums pārāk maz dārzeņu barības ietekmē ietekmē nātrija un kālija sūkņus, jo tas var mainīt intracelulāro jonu attiecību.

No otras puses, ģenētiski noteikti nātrija un kālija apmaiņas traucējumi šūnu membrānā ir sastopami dažās mutācijās, un pētnieki tos ir saistījuši ar epilepsijas formām, kā arī ar jonu kanālu slimībām. Tāpēc traucējumi atpūtas potenciāla atjaunošanā, iespējams, ir svarīgi dažādām centrālās nervu sistēmas slimībām.