KOLIKI JE POTENCIJAL MEMBRANE ODMARANJA? - GEOGRAFIJE - 2026

Mirovanju membranskog potencijala ili odmaranje potencijalno nastaje kad se membrana neuronu se ne promijeni ekscitatornih ili inhibitornih akcijskih potencijala. Javlja se kada neuron ne šalje signal, bivajući u trenutku odmora. Kad je membrana u mirovanju, unutrašnjost ćelije ima negativan električni naboj u odnosu na vanjski.

Potencijal membranske mirovanja iznosi oko -70 mikrovolta. To znači da je unutrašnjost neurona za 70 mV manja od vanjske. Također, u ovom trenutku ima više natrijevih iona izvan neurona i više kalijevih iona unutar njega.

Na + / K + -ATPaza, kao i difuzijski učinci iona koji su uključeni, glavni su mehanizmi za održavanje potencijala mirovanja kroz membrane životinjskih stanica.

Što znači potencijal membrane?

Za dva neurona za razmjenu informacija potrebno je navesti akcijske potencijale. Akcijski potencijal sastoji se od niza promjena u membrani aksona (produženje ili "žica" neurona).

Te promjene uzrokuju prelazak raznih kemikalija iz aksona u tekućinu oko njega, zvanu vanćelijska tekućina. Izmjena ovih tvari proizvodi električne struje.

Membranski potencijal definira se kao električni naboj koji postoji na membrani živčanih stanica. Konkretno, odnosi se na razliku u električnom potencijalu između unutrašnjosti i vanjštine neurona.

Potencijal membrane potencijala podrazumijeva da je membrana relativno neaktivna, odmara se. U to vrijeme ne postoje akcijski potencijali koji utječu na vas.

Da bi ovo proučili, neuroznanstvenici su koristili aksone lignje zbog velike veličine. Da vam kažem, akson ovog stvorenja je sto puta veći od najvećeg aksona kod sisavca.

Istraživači su stavili džinovskog aksona u spremnik s morskom vodom, tako da može preživjeti nekoliko dana.

Za mjerenje električnih naboja koje proizvodi akson i njegove karakteristike, koriste se dvije elektrode. Jedan od njih može pružati električne struje, dok drugi služi za snimanje poruke s aksona. Koristi se vrlo fini tip elektrode da se izbjegne bilo kakvo oštećenje aksona, naziva se mikroelektroda.

Ako se jedna elektroda postavi u morsku vodu, a druga umetne unutar aksona, uočava se da ona ima negativan naboj u odnosu na vanjsku tekućinu. U ovom je slučaju razlika u električnom naboju 70 mV.

Ta se razlika naziva membranski potencijal. Zbog toga se kaže da počivajući membranski potencijal aksona lignje iznosi -70 mV.

Kako se stvara membranski potencijal odmaranja?

Neuroni elektrokemijski razmjenjuju poruke. To znači da se unutar i izvan neurona nalaze razne kemikalije koje, kada se njihov ulazak u živčane stanice povećava ili smanjuje, stvaraju različite električne signale.

To se događa jer ove kemikalije imaju električni naboj, zbog čega su poznate i kao "ioni".

Glavni ioni u našem živčanom sustavu su natrij, kalij, kalcij i klor. Prva dva sadrže pozitivan naboj, kalcij ima dva pozitivna naboja, a klor negativan naboj. Međutim, postoje i neki negativno nabijeni proteini u našem živčanom sustavu.

S druge strane, važno je znati da su neuroni ograničeni membranom. To omogućava određenim ionima da dođu do unutrašnjosti ćelije i blokira prolaz drugih. Zato se kaže da je polupropusna membrana.

Unatoč činjenici da se koncentracije različitih iona pokušavaju uravnotežiti s obje strane membrane, on samo omogućava da neki od njih prođu kroz njene ionske kanale.

Kada postoji membranski potencijal odmora, kalijevi ioni mogu lako proći kroz membranu. Međutim, ioni natrija i klora trenutno teže prolaze. Istodobno, membrana sprječava da negativno nabijene proteinske molekule napuste unutrašnjost neurona.

Uz to se pokreće i natrijevo-kalijska pumpa. To je struktura koja iz neurona pomiče tri iona natrija iz svaka dva kalijeva iona koja ih uvodi u njega. Dakle, kod potencijala za odmaranje membrane opaža se više natrijevih iona i više kalija u stanici.

Promjena potencijala membrane u mirovanju

Međutim, za poruke koje se šalju između neurona moraju se dogoditi promjene u membranskom potencijalu. Odnosno, potencijal odmora mora biti izmijenjen.

To se može dogoditi na dva načina: depolarizacija ili hiperpolarizacija. Zatim ćemo vidjeti što svaki od njih znači:

Depolarizacija

Pretpostavimo da u prethodnom slučaju istraživači postavljaju električni stimulator na akson koji mijenja potencijal membrane na određenom mjestu.

Budući da unutrašnjost aksona ima negativan električni naboj, ako se na ovom mjestu primijeni pozitivni naboj, nastala bi depolarizacija. Tako bi se smanjila razlika između električnog naboja izvana i iznutra aksona, što znači da bi se potencijal membrane smanjio.

Pri depolarizaciji, membranski potencijal postaje u mirovanju, da bi se smanjio prema nuli.

hiperpolarizacija

Dok u hiperpolarizaciji dolazi do povećanja membranskog potencijala stanice.

Kad se daje nekoliko depolarizirajućih podražaja, svaki od njih malo više mijenja potencijal membrane. Kada dosegne određenu točku, može se naglo preokrenuti. Odnosno, unutrašnjost aksona doseže pozitivan električni naboj, a vanjska strana postaje negativna.

U tom slučaju je premašen potencijal membrane u mirovanju, što znači da je membrana hiperpolarizirana (više polarizirana nego inače).

Cijeli proces može trajati oko 2 milisekunde, a tada se potencijal membrane vraća u normalnu vrijednost.

Ovaj fenomen brzog preokretanja membranskog potencijala poznat je kao akcijski potencijal i uključuje prijenos poruka preko aksona do terminalnog gumba. Vrijednost napona koji stvara akcijski potencijal naziva se "prag pobude".

Reference

1. Carlson, NR (2006). Fiziologija ponašanja 8. izd. Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (nd). Svjetla, kamera, akcijski potencijal. Preuzeto 25. travnja 2017. s Washingtonskog fakulteta: fakultet.washington.edu/,
3. Potencijalni odmor. (SF). Preuzeto 25. travnja 2017. s Wikipedije: en.wikipedia.org.
4. Membranski potencijal. (SF). Preuzeto 25. travnja 2017. s Khan Akademije: khanacademy.org.