Potenziale di riposo della membrana cellulare
Ogni cella è coperta da una membrana. Il potenziale della membrana si sviluppa a causa degli ioni presenti all'interno e all'esterno della cellula. La funzione della membrana cellulare è quella di proteggere la cellula e mantenere anche un potenziale di membrana insieme a molte altre funzioni. La membrana è permeabile a ioni specifici, come il potassio e il sodio e, quindi, mantiene il suo potenziale. Conoscendo questi fatti, la definizione di potenziale può essere dichiarata come " Un valore della tensione terrestre transmembrana mantenuta nelle cellule vegetali e animali. "
Che cos'è il potenziale di riposo?
Un potenziale è generato in una cellula quando gli ioni di potassio sono separati dagli anioni intracellulari che sono immobili. Una membrana cellulare è più permeabile agli ioni di potassio che fluiscono dal citosol alla matrice extracellulare. Questo movimento degli ioni di potassio viene continuato fino a quando non si verifica un accumulo di carica negativa sul lato interno della membrana. Questo processo viene eseguito una volta che il gradiente di concentrazione di potassio viene creato da trasportatori di ioni o pompe ioniche. Quindi, questo potenziale è determinato principalmente dalla concentrazione degli ioni su entrambi i lati della cellula.
Potenziale di riposo di un neurone
Il sistema nervoso è costituito da cellule eccitabili conosciute come neuroni che svolgono un ruolo importante nel diversi potenziali Come tutte le membrane cellulari, anche un neurone ha caricato ioni su entrambi i lati. Quando una cellula nervosa non viene stimolata, c'è una carica netta positiva all'esterno. L'interno della cella ha una carica netta negativa. Il potenziale di riposo di un neurone è intorno a -70mV. Questo potenziale neuronale è dovuto alla distribuzione ineguale della carica attraverso la membrana. Il processo di diffusione, in generale, garantisce l'equa distribuzione degli ioni in un mezzo. Tuttavia, quando si tratta di membrane cellulari, questo processo non gioca un ruolo importante rispetto ai canali ionici e alle pompe ioniche specifici che consentono il mantenimento di questo potenziale.
Questa distribuzione ineguale di ioni è necessaria se abbiamo Considera un cambiamento nel potenziale che si genera quando un impulso elettrico passa attraverso la cella. Mantiene un neurone pronto a propagare un impulso nervoso generando un potenziale d'azione. Il riposo e il potenziale d'azione sono diversi in termini di potenziale. Il potenziale d'azione viene generato solo quando un impulso nervoso deve passare attraverso la cellula. Questo potenziale d'azione è generato dall'apertura e dalla chiusura dei canali del sodio e del potassio presenti nella membrana delle cellule nervose.
I seguenti sono i cambiamenti che avvengono in un neurone durante il passaggio di un impulso nervoso.
Fase I - A questo punto il neurone è a riposo, con un eccesso di ioni di potassio nell'interno e un eccesso di sodio all'esterno. Questo potenziale all'interno della cella viene mantenuto a -70mV. I canali ionici sono chiusi in questo momento.
Fase II - Uno stimolo esterno provoca l'apertura di canali ionici di sodio. Così, gli ioni di sodio iniziano a muoversi all'interno della cellula causando un aumento della carica positiva all'interno. Il potenziale deve raggiungere 55mV. Questo è il potenziale di soglia.
Fase III - Quando la membrana raggiunge il valore di soglia, viene generato un potenziale di azione. I canali del sodio si aprono completamente per depolarizzare la membrana. Questa rapida depolarizzazione raggiunge un potenziale di +30 mV. Questo è anche noto come potenziale laureato. In questa fase il lato esterno della membrana cellulare è più negativo rispetto a quello interno. Il cambiamento nel potenziale di riposo apre i canali del sodio sul lato adiacente. Ciò consente il passaggio dell'impulso nervoso sotto forma di un'onda. Questo è lo stadio di depolarizzazione.
Stadio IV - Quando il potenziale d'azione inizia a diminuire, i canali del potassio iniziano ad aprirsi. Di conseguenza, gli ioni di potassio dall'interno iniziano a uscire e ripristinano il potenziale negativo nella parte interna della membrana. A causa di questo potenziale, cade al di sotto del potenziale di riposo. Questo è uno stimolo per i canali del potassio per chiudere
Fase V -. In questa fase il sodio e il potassio ripristina la concentrazione iniziale di ioni per ripristinare potenziale. Queste pompe fanno uso di energia che è ATP per questo scopo.
Se v'è un equilibrio a 0 e nessun potenziale dei neuroni-70mV, raggiunge il valore di soglia sarebbe stato impossibile.
calcolare il potenziale membrana
I tre ioni contribuiscono al potenziale della membrana di una cellula. Questo potenziale di equilibrio può essere calcolato utilizzando l'equazione di Goldman proposta come
Em = (PK + / Ptot) EK + + (PNA + / Ptot) NEA + + (PCL / Ptot) ECL
Qui, Em è il potenziale di membrana, P è la permeabilità relativa del rispettivo ione, E è il potenziale di equilibrio del rispettivo ione. Ptot è la permeabilità totale di tutti gli ioni.
È importante ricordare che il potenziale di riposo non può essere il potenziale cella di equilibrio, in quanto dipende dai costi energetici. Mentre il calcolo è necessario tener conto dei parametri dell'equazione di Goldman, ma la permeabilità relativa e conduttanza sono considerati
potenziale in diverse cellule
- cellule muscolari lisce di riposo. -50mV
- cellule muscolari: -95mV
- cellule astrogliali: -80mV
il potenziale di riposo è, quindi, un fenomeno molto importante nella trasmissione nervosa, la contrazione muscolare e la funzione degli organi. Senza questa possibilità, le funzioni di vari organi sarebbero interessate.
