Potencijal mirovanja je razlika napona od -70 mV koja postoji između unutrašnjosti i okoline neurona u neuzbuđenom stanju. Potencijal je relevantan za formiranje akcijskih potencijala. Otrovanje cijanidom sprječava obnavljanje potencijala odmora i dovodi do neuronskog kolapsa.
Koji je potencijal za odmor?
Potencijal mirovanja je razlika napona od -70 mV koja postoji između unutrašnjosti i okoline neurona u neuzbuđenom stanju. Potencijal mirovanja je razlika napona koja postoji između unutrašnjosti neuzbuđenog neurona i njegove okoline. Ova razlika u naponu mora se aktivno održavati i proizlazi iz nejednake distribucija of natrij i kalij ioni. Dva elementa živčana stanica membrane su uključene u održavanje potencijala mirovanja: prvo, natrij-kalij pumpe, i drugo, ionski kanali na Ranvierovim vezanim prstenovima. Potencijal mirovanja uzbudljivih neurona čini osnovu za pozdravno provođenje pobude u ljudskim živčanim putovima. Nakon pobude od strane akcijski potencijal, stanica je depolarizirana iznad svog praga potencijala i naponski usmjereni ionski kanali se otvaraju, uzrokujući promjenu potencijala mirovanja s dotokom određenih iona. The akcijski potencijal se širi neuronskim putovima preraspodjelom naboja. Potencijal mirovanja ljudskog neurona ima razliku od -70 do -80 mV. Unutrašnjost stanična membrana je negativno nabijen, a izvana pozitivno nabijen.
Funkcija i zadatak
Različiti procesi se događaju na stanična membrana uzbudljive stanice tijekom faze odmora. Na Ranvierovim prstenima za vezivanje aksoni nisu izolirani mijelinom. Na tim se čvorovima nalaze pumpe Na + / K + koje transportiraju kalij ioni u unutrašnjost aksona tijekom faze odmora tijekom konzumiranja ATP-a. Natrij ioni se istodobno ispumpavaju iz stanice. Dakle, viša koncentracija kalija je prisutan unutar aksona nego što je prisutno vani. Membrane stanica imaju različitu propusnost za ove ione zbog proteinskih ionskih kanala. U mirovanju su natrijevi kanali uglavnom zatvoreni. Suprotno tome, kanali za kalij su otvoreni, tako da dolazi do difuzije kalijevih iona. Tako se ioni difundiraju prema van. To se događa dok ne postoji uravnotežiti između električnih sila i sila osmotskog tlaka. Ovo održava razliku u naboju između vanjske i unutarnje stanične membrane, također poznate kao potencijal mirovanja. Kad podražaj stigne na a živčana vlakna i prijeđe prag, otvaraju se naponski i kalijevi kanali ovisni o naponu. To uzrokuje depolarizaciju stanice, što zauzvrat pokreće an akcijski potencijal. Tako se bioelektrični impuls širi duž živčanih vlakana. Jednostavno rečeno, akcijski potencijal uključuje prijenos signala kroz promjene membranskog potencijala. Vrijednost od -50 mV smatra se pragom vrijednosti za razvoj akcijskog potencijala. Dakle, pobude ispod +20 mV ne stvaraju akcijski potencijal i reakcije se ne događaju. Nakon formiranja i prijenosa akcijskog potencijala, N + kanali se ponovno zatvaraju. K + kanali se, s druge strane, otvaraju kako bi kalijevi ioni mogli difuzno izlaziti iz aksona. Električni napon unutar ćelije tako opet opada. Taj se postupak naziva i repolarizacijom. Nakon toga se i K + kanali zatvaraju i potencijal stanice pada ispod potencijala mirovanja. Ova hiperpolarizacija prelazi u potencijal mirovanja, koji se obnavlja pomoću natrij-kalijevih pumpi nakon otprilike dvije milisekunde. Akson je tako spreman za nove akcijske potencijale.
Bolesti i poremećaji
U pojavama poput trovanja cijanidom javljaju se posljedice opasne po život, ponekad zbog gubitka potencijala za mirovanje. Neuronima je potrebna energija za obnavljanje potencijala odmora. Otrovanje cijanidom blokira opskrbu energijom tako da se ništa ne može osigurati za potencijalnu obnovu u mirovanju. Dakle, neuroni ostaju trajno depolarizirani i gube funkcionalnost. Ovisno o tome na koliko neurona utječe nedovoljna opskrba energijom, neuronska regulacija cijelog organizma može se srušiti na ovaj način. Takav slom regulacije neurona neizbježno dovodi do smrti. U širem smislu, pritužbe s potencijalom mirovanja neurona mogu se očitovati i u bolestima ionskih kanala. Te nasljedne bolesti pokreću poremećaje pobude u muskulaturi i živčani sustav. Bolesti ionskih kanala utječu na ponašanje komutacije ionskih kanala. Promjene u preklopnom ponašanju kanala mogu zauzvrat utjecati na potencijalnu mogućnost oporavka u mirovanju. Dakle, bolesti utječu na podražljivost tkiva. U užem smislu, bolesti ionskih kanala su mutacije ionskih kanala. Tri oblika nasljednih epilepsija smatraju se povezanim s ovom pojavom, prema znanstvenim dokazima. Hemiplegična migrena i idiopatski ventrikularna fibrilacija su također objašnjeni na ovaj način prema modernim istraživanjima. Na natrijevo-kalijeve pumpe mogu utjecati i bolesti koje utječu na potencijal odmora a živčana stanica. Prema mnogim znanstvenicima, moderni zapadnjak dijeta osigurava neprirodan omjer natrij-kalij u tijelu. Kaže se da višak kuhinjske soli i nedostatak kalija zbog premalo biljne hrane mogu oštetiti natrijevo-kalijeve pumpe, jer se na taj način može promijeniti omjer unutarstaničnih iona. Genetski uvjetovani poremećaji izmjene natrij-kalija na stanična membranas druge strane, prisutni su u nekim mutacijama i istraživači su ih povezali s oblicima epilepsija, kao i bolesti ionskih kanala. Dakle, poremećaji u potencijalnoj obnovi odmora vjerojatno su relevantni za razne bolesti središnjeg sustava živčani sustav.
