Puhkepotentsiaal

Puhkepotentsiaal on pinge erinevus -70 mV, mis eksisteerivas olekus eksisteerib neuronite sisemuse ja keskkonna vahel. Potentsiaal on aktsioonipotentsiaalide moodustamisel asjakohane. Tsüaniidimürgitus takistab puhkepotentsiaali taastamist ja viib neuronite kokkuvarisemiseni.

Milline on puhkepotentsiaal?

Puhkepotentsiaal on pinge erinevus, mis eksisteerib ergastamata neuroni sisemuse ja selle ümbruse vahel. Seda pinge erinevust tuleb aktiivselt säilitada ja see tuleneb naatriumi- ja kaaliumioonide ebaühtlasest jaotusest.

Närvirakkude membraani kaks elementi on seotud puhkepotentsiaali säilitamisega: ühelt poolt naatriumi-kaaliumi pumbad ja teiselt poolt Ranvieri nööri rõngastel olevad ioonikanalid.

Erutuvate närvirakkude puhkepotentsiaal on aluseks inimese närviteede soolejuhtivusele. Aktsioonipotentsiaalist erutudes depolariseerub rakk üle oma lävipotentsiaali ja pingest sõltuvad ioonikanalid avanevad, nii et teatud ioonide sissevoolu korral puhkepotentsiaal muutub. Laengute ümberjaotamise kaudu kandub aktsioonipotentsiaal mööda närvitee.

Inimese neuroni puhkepotentsiaalil on erinevus vahemikus -70 kuni -80 mV. Rakumembraani sisekülg on negatiivne ja väliskülg on positiivselt laetud.

Funktsioon ja ülesanne

Puhkefaasis erutuva raku rakumembraanil toimuvad erinevad protsessid. Ranvieri rõngastel ei eraldata aksonid müeliiniga. Nendes sõlmedes asuvad Na + / K + pumbad, mis transpordivad kaaliumioone ioonide sisemusse puhkefaasis ATP tarbimise ajal. Naatriumioonid pumbatakse samal ajal rakust välja. Seega on aksonite sees suurem kaaliumi kontsentratsioon kui väljaspool.

Valku sisaldavate ioonikanalite tõttu on rakkude membraanidel nende ioonide läbilaskvuse tase erinev. Naatriumikanalid suletakse tavaliselt puhkeolekus. Teisest küljest on kaaliumi kanalid avatud, nii et toimub kaaliumiioonide difusioon. Ioonid hajuvad seega väljapoole. See juhtub seni, kuni elektriliste jõudude ja osmootsete rõhu jõudude vahel on tasakaal. See säilitab rakumembraani välimise ja sisemise laengute erinevuse, mida nimetatakse ka puhkepotentsiaaliks.

Kui stiimul tabab närvikiudu ja ületab läve, avanevad pingest sõltuvad naatriumi- ja kaaliumikanalid. See loob lahtri depolarisatsiooni, mis omakorda käivitab aktsioonipotentsiaali. Bioelektriline impulss kantakse mööda närvikiudusid.

Lihtsamalt öeldes edastavad membraanipotentsiaali muutused aktsioonipotentsiaali korral signaali.

Aktsioonipotentsiaali loomise künnisväärtusena rakendatakse väärtust -50 mV. Ergastus temperatuuril alla +20 mV ei anna mingit potentsiaalset potentsiaali ja reaktsioone pole.

Pärast aktsioonipotentsiaali loomist ja edastamist suletakse N + kanalid kõigepealt uuesti. K + kanalid seevastu avanevad, nii et kaaliumioonid võivad aksonist välja hajuda. Elektri pinge raku sisemuses langeb uuesti. Seda protsessi nimetatakse ka repolarisatsiooniks. Siis sulguvad ka K + kanalid ja raku potentsiaal langeb puhkepotentsiaalist madalamale. See hüperpolarisatsioon muutub puhkepotentsiaaliks, mille naatrium-kaaliumi pumbad on umbes kahe millisekundi järel taastanud. Seega on akson valmis uuteks tegevuspotentsiaalideks.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Sellistel nähtustel, nagu tsüaniidimürgitus, on eluohtlikud tagajärjed, mõnikord puhkepotentsiaali kaotamise tõttu. Neuronid vajavad energiat oma puhkepotentsiaali taastamiseks. Tsüaniidimürgitus blokeerib energiavarustuse, nii et puhkepotentsiaali taastamiseks ei saa energiat anda. Närvirakud jäävad püsivalt depolariseeritud ja kaotavad oma funktsionaalsuse.

Sõltuvalt sellest, kui palju neuroneid mõjutab energia alatarnimine, võib kogu organismi neuronite regulatsioon sel viisil kokku kukkuda. Selline neuronite regulatsiooni lagunemine viib paratamatult surma.

Laiemas mõttes võivad neuroni puhkepotentsiaaliga kaebused väljenduda ka ioonkanalite haiguste korral. Need pärilikud haigused põhjustavad erutushäireid lihastes ja närvisüsteemis. Ioonkanalite haigused mõjutavad ioonikanalite lülituskäitumist. Kanalite lülituskäitumise muutused võivad omakorda mõjutada puhkepotentsiaali taastamise võimet. Seega mõjutavad haigused koe erutuvust. Ioonikanali haigused on kitsamas tähenduses ioonikanalite mutatsioonid.

Teaduslike avastuste kohaselt väidetavalt on selle nähtusega seotud kolm päriliku epilepsia vormi. Kaasaegsete teadusuuringute kohaselt selgitatakse sel viisil ka hemipleegilisi migreene ja idiopaatilist vatsakeste virvendust.

Naatrium-kaaliumi pumpasid võivad mõjutada ka haigused, mis mõjutavad närvirakkude puhkepotentsiaali. Paljude teadlaste sõnul põhjustab tänapäevane lääne dieet kehas ebaloomulikku naatriumi ja kaaliumi suhet. Väidetakse, et lauasoola liig ja kaaliumi puudus liiga vähese köögiviljatoidu tõttu kahjustavad naatriumi-kaaliumi pumpasid, kuna see võib muuta rakusisese ioonide suhet.

Naatrium-kaaliumivahetuse geneetiliselt määratud häired rakumembraanil esinevad seevastu mõnes mutatsioonis ja teadlased on neid seostanud nii epilepsia kui ka ioonkanalite haigustega. Seetõttu on puhkepotentsiaali taastamise häired eeldatavalt olulised kesknärvisüsteemi mitmesuguste haiguste korral.