Vilande potential

De Vilande potential är spänningsskillnaden på -70 mV som finns i det icke-upphetsade tillståndet mellan det inre och omgivningen hos nervceller. Potentialen är relevant för bildandet av handlingspotentialer. Cyanidförgiftning förhindrar återställande av vilopotentialen och leder till neuronal kollaps.

Vilken är vilopotentialen?

Vilopotentialen är spänningsskillnaden som finns mellan det inre av en icke-upphetsad neuron och dess omgivningar. Denna spänningsskillnad måste aktivt upprätthållas och är resultatet av en ojämn fördelning av natrium- och kaliumjoner.

Två element i nervcellmembranet handlar om att bibehålla vilopotentialen: å ena sidan natrium-kaliumpumpar och å andra sidan jonkanalerna på Ranviers sladdringar.

Vilan hos exciterbara nervceller vilar utgör grunden för den saltande ledningen av excitation i de mänskliga nervvägarna. När den exciteras av en handlingspotential depolariseras cellen utöver sin tröskelpotential och de spänningsberoende jonkanalerna öppnas, så att när vissa joner flyter in ändras vilopotentialen. Åtgärdspotentialen överförs längs nervvägarna genom omfördelning av laddningar.

En mänsklig neurons vilopotential har en skillnad på -70 till -80 mV. Insidan av cellmembranet är negativt och utsidan är positivt laddad.

Funktion & uppgift

Olika processer äger rum på cellmembranet i en exciterbar cell i vilofasen. På Ranvier-snören isoleras axoner inte med myelin. Vid dessa noder finns Na + / K + -pumpar, som transporterar kaliumjoner in i det inre av axon under vilofasen medan de konsumerar ATP. Natriumjoner pumpas ut ur cellen samtidigt. Detta innebär att det finns en högre kaliumkoncentration inuti axonerna än utanför.

På grund av de proteininnehållande jonkanalerna har cellernas membran olika nivåer av permeabilitet för dessa joner. Natriumkanalerna stängs vanligtvis i vila. Kanalerna för kalium är å andra sidan öppna, så att diffusion av kaliumjonerna sker. Jonerna diffunderar således utåt. Detta händer tills det finns en balans mellan de elektriska krafterna och de osmotiska tryckkrafterna. Detta upprätthåller en laddningsskillnad mellan utsidan och insidan av cellmembranet, som också kallas vilopotentialen.

När en stimulans träffar en nervfiber och passerar tröskeln öppnas de spänningsberoende natrium- och kaliumkanalerna. Detta skapar en depolarisering av cellen, vilket i sin tur utlöser en handlingspotential. Den bioelektriska impulsen transporteras längs nervfibrerna.

För att uttrycka det enkelt, i fallet med handlingspotentialen, överförs en signal genom förändringarna i membranpotentialen.

Ett värde på -50 mV gäller som tröskelvärde för skapandet av en handlingspotential. Spänningar under +20 mV ger inte upphov till någon handlingspotential och det finns inga reaktioner.

Efter skapandet och överföringen av en handlingspotential stängs N + -kanalerna först igen. Däremot öppnas K + -kanalerna så att kaliumjoner kan diffundera ut från axon. Den elektriska spänningen i det inre av cellen sjunker igen. Denna process kallas också ompolarisering. Sedan stängs också K + -kanalerna och cellens potential faller under vilopotentialen. Denna hyperpolarisering förändras till vilopotentialen, som natrium-kaliumpumparna har återställt efter cirka två millisekunder. Axon är alltså redo för nya handlingspotentialer.

Du hittar din medicin här

Sjukdomar och sjukdomar

Fenomen som cyanidförgiftning har livshotande konsekvenser, ibland på grund av förlust av vilopotential. Neuronerna behöver energi för att återställa sin vilopotential. Cyanidförgiftning blockerar tillförseln av energi så att ingen kan tillhandahållas för att återställa vilopotentialen. Nervcellerna förblir permanent depolariserade och förlorar sin funktionalitet.

Beroende på hur många nervceller som påverkas av ett underutbud av energi, kan neuronreguleringen av hela organismen kollapsa på detta sätt. En sådan nedbrytning av neuronreglering leder oundvikligen till döden.

I en större mening kan klagomål med en neurons vilopotential också uttrycka sig i jonkanalsjukdomar. Dessa ärftliga sjukdomar utlöser upphetsningsstörningar i musklerna och nervsystemet. Ionkanalsjukdomar påverkar jonkanalernas omkopplingsbeteende. Förändringar i kanalernas omkopplingsbeteende kan i sin tur påverka förmågan att återställa vilopotentialen. Således har sjukdomarna påverkan på vävnadens excitabilitet. Ionkanalsjukdomar är i smalare mening mutationer av jonkanalerna.

Enligt vetenskapliga fynd tros tre former av ärftlig epilepsi vara relaterade till detta fenomen. Hemiplegisk migrän och idiopatisk ventrikelflimmer förklaras också på detta sätt enligt modern forskning.

Natrium-kaliumpumparna kan också påverkas av sjukdomar som påverkar en nervcells vilopotential. Enligt många forskare orsakar den moderna västerländska dieten ett onaturligt förhållande av natrium-kalium i kroppen. Överskottet av bordsalt och brist på kalium på grund av för lite vegetabilisk mat sägs försämra natrium-kaliumpumparna, eftersom detta kan förändra det intracellulära jonförhållandet.

Genetiskt bestämda störningar i natrium-kaliumutbytet på cellmembranet finns å andra sidan i vissa mutationer och har av forskare kopplats till former av epilepsi såväl som jonkanalsjukdomar. Störningar i återställningen av vilopotentialen är därför förmodligen relevanta för olika sjukdomar i centrala nervsystemet.