Ruhepotential der Zellmembran

Jede Zelle ist von einer Membran bedeckt. Das Potential der Membran entwickelt sich aufgrund der vorhandenen Ionen innerhalb und außerhalb der Zelle. Die Funktion der Zellmembran besteht darin, die Zelle zu schützen und ein Membranpotential zusammen mit vielen anderen Funktionen aufrechtzuerhalten. Die Membran ist für bestimmte Ionen wie Kalium und Natrium durchlässig und behält daher ihr Potenzial bei. Wenn man diese Fakten kennt, kann die Definition von Potential als " Ein Wert der transmembranen Erdspannung in Pflanzen- und Tierzellen erklärt werden. "

Was ist Ruhepotential?

Ein Potential es wird in einer Zelle erzeugt, wenn die Kaliumionen von den immobilen intrazellulären Anionen getrennt sind. Eine Zellmembran ist für Kaliumionen, die vom Zytosol zur extrazellulären Matrix fließen, durchlässiger. Diese Bewegung der Kaliumionen wird fortgesetzt, bis sich auf der Innenseite der Membran eine negative Ladung ansammelt. Dieser Prozess wird ausgeführt, sobald der Kaliumkonzentrationsgradient durch Ionentransporter oder Ionenpumpen erzeugt wurde. Daher wird dieses Potential hauptsächlich durch die Konzentration der Ionen auf beiden Seiten der Zelle bestimmt.

Ruhepotential eines Neurons

Das Nervensystem besteht aus erregbaren Zellen, den Neuronen, die eine wichtige Rolle in den Neuronen spielen. verschiedene Potenziale Wie alle Zellmembranen hat auch ein Neuron auf beiden Seiten geladene Ionen. Wenn eine Nervenzelle nicht stimuliert wird, gibt es eine positive Nettoladung auf der Außenseite. Das Innere der Zelle hat eine negative Nettoladung. Das Ruhepotential eines Neurons liegt bei -70 mV. Dieses Neuronenpotential ist auf die ungleiche Verteilung der Ladung über die Membran zurückzuführen. Der Diffusionsprozess gewährleistet im Allgemeinen die gerechte Verteilung der Ionen in einem Medium. In Bezug auf Zellmembranen spielt dieser Prozess jedoch keine wichtige Rolle gegenüber den spezifischen Ionenkanälen und Ionenpumpen, die die Beibehaltung dieses Potentials ermöglichen.

Diese ungleiche Verteilung von Ionen ist notwendig, wenn wir es haben Berücksichtigen Sie eine Änderung des Potenzials, das erzeugt wird, wenn ein elektrischer Impuls die Zelle durchläuft. Es hält ein Neuron aufrecht, das bereit ist, einen Nervenimpuls durch die Erzeugung eines Aktionspotentials zu verbreiten. Ruhe und Aktionspotenzial unterscheiden sich in ihrem Potenzial. Das Aktionspotential wird nur erzeugt, wenn ein Nervenimpuls die Zelle passieren muss. Dieses Aktionspotential wird durch das Öffnen und Schließen der in der Membran der Nervenzellen vorhandenen Natrium- und Kaliumkanäle erzeugt.

Im Folgenden sind die Veränderungen, die in einem Neuron während der Passage eines Nervenimpulses stattfinden.

Schritt I - In diesem Stadium ist das Neuron in Ruhe, mit einem Überschuss an Kaliumionen im Inneren und überschüssigem Natrium an der Außenseite. Dieses Potential innerhalb der Zelle wird bei -70 mV gehalten. Die Ionenkanäle sind zu diesem Zeitpunkt geschlossen.

Schritt II - Ein externer Reiz bewirkt die Öffnung von Natrium-Ionenkanälen. Somit beginnen sich die Natriumionen innerhalb der Zelle zu bewegen, was zu einer Zunahme der positiven Ladung im Inneren führt. Das Potenzial muss 55mV erreichen. Dies ist das Schwellenpotential.

Stufe III - Sobald die Membran den Schwellenwert erreicht, wird ein Aktionspotential erzeugt. Die Natriumkanäle öffnen sich vollständig, um die Membran zu depolarisieren. Diese schnelle Depolarisation erreicht ein Potential von +30 mV. Dies wird auch als Potenzial für Hochschulabsolventen bezeichnet. In diesem Stadium ist die äußere Seite der Zellmembran negativer als im Inneren. Die Veränderung des Ruhepotentials öffnet die Natriumkanäle auf der angrenzenden Seite. Dies ermöglicht den Durchgang eines Nervenimpulses in Form einer Welle. Dies ist die Depolarisationsstufe.

Stadium IV - Sobald das Aktionspotential zu sinken beginnt, beginnen sich die Kaliumkanäle zu öffnen. Als Folge beginnen die Kaliumionen von innen herauszuwandern und das negative Potential im inneren Teil der Membran wiederherzustellen. Aufgrund dieses Potentials fällt es unter das Ruhepotential. Dies ist ein Anreiz für Kaliumkanäle

Schritt V zu schließen, -. In diesem Stadium ist die Natrium- und Kalium die ursprüngliche Konzentration der Ionen wieder Potential wiederherzustellen. Diese Pumpen nutzen Energie, die ATP für diesen Zweck ist.

Wenn es ein Gleichgewicht zu 0 und kein Potential von Neuronen-70mV, erreichen der Schwellenwert nicht möglich gewesen wäre.

Berechnen Sie das Potential Membran

Die drei Ionen tragen zum Potenzial einer Zellmembran bei. Das Gleichgewichtspotential kann unter Verwendung der Gleichung von Goldman als gegeben berechnet

Em = (PK + / Ptot) EK + + (PNA + / Ptot) NEa + + (pcl / Ptot) ECL

Hier ist Em die Membranpotential, P ist die relative Permeabilität des jeweiligen Ions, E ist das Gleichgewichtspotential des jeweiligen Ions. Ptot ist die Gesamtdurchlässigkeit aller Ionen.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass das Ruhepotential nicht das Gleichgewicht Zellpotential sein kann, da es bei den Energiekosten abhängt. Während die Berechnung notwendig zu berücksichtigen, um die Parameter der Gleichung von Goldman, aber die relative Permeabilität und Leitfähigkeit sind auch

als Ruhepotential in verschiedenen Zellen

• glatte Muskelzellen. -50 mV
• Muskelzellen: -95mV
• Astroglia-Zellen: -80mV

das Ruhepotential ist also ein Phänomen, sehr wichtig in Nervenübertragung, Muskelkontraktion und Organfunktion. Ohne diese Möglichkeit wären die Funktionen verschiedener Organe betroffen.