Δυνατότητα ανάπαυσης

ο Δυνατότητα ανάπαυσης είναι η διαφορά τάσης -70 mV που υπάρχει στη μη διεγερμένη κατάσταση μεταξύ του εσωτερικού και του περιβάλλοντος των νευρώνων. Το δυναμικό είναι σχετικό με το σχηματισμό δυναμικών δράσης. Η δηλητηρίαση από κυανίδιο αποτρέπει την αποκατάσταση του ηρεμικού δυναμικού και οδηγεί σε νευρωνική κατάρρευση.

Ποιο είναι το δυναμικό ανάπαυσης;

Το δυναμικό ηρεμίας είναι η διαφορά τάσης που υπάρχει μεταξύ του εσωτερικού ενός μη διεγερμένου νευρώνα και του περιβάλλοντός του. Αυτή η διαφορά τάσης πρέπει να διατηρείται ενεργά και προκύπτει από μια άνιση κατανομή ιόντων νατρίου και καλίου.

Δύο στοιχεία της μεμβράνης των νευρικών κυττάρων ασχολούνται με τη διατήρηση του δυναμικού ηρεμίας: αφενός, οι αντλίες νατρίου-καλίου και, αφετέρου, τα κανάλια ιόντων στους δακτυλίους Ranvier.

Το δυναμικό ανάπαυσης των διεγερτικών νευρικών κυττάρων αποτελεί τη βάση για την αλατισμένη αγωγή των οδών του ανθρώπινου νεύρου. Όταν διεγείρεται από ένα δυναμικό δράσης, το στοιχείο αποπολώνεται πέραν του δυναμικού κατωφλίου του και τα κανάλια ιόντων που εξαρτώνται από την τάση ανοίγουν, έτσι ώστε όταν εισέρχονται ορισμένα ιόντα, το δυναμικό ηρεμίας αλλάζει. Το δυναμικό δράσης μεταφέρεται κατά μήκος των νευρικών οδών μέσω της ανακατανομής των φορτίων.

Το δυναμικό ηρεμίας ενός ανθρώπινου νευρώνα έχει διαφορά -70 έως -80 mV. Το εσωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης είναι αρνητικό και το εξωτερικό φορτίζεται θετικά.

Λειτουργία & εργασία

Διάφορες διεργασίες λαμβάνουν χώρα στην κυτταρική μεμβράνη ενός διεγέρσιμου κυττάρου στη φάση ηρεμίας. Στα κορδόνια Ranvier, οι άξονες δεν απομονώνονται με μυελίνη. Σε αυτούς τους κόμβους, βρίσκονται αντλίες Na + / K +, οι οποίες μεταφέρουν ιόντα καλίου στο εσωτερικό του άξονα στη φάση ηρεμίας ενώ καταναλώνουν ATP. Τα ιόντα νατρίου αντλούνται ταυτόχρονα από το κελί. Έτσι, υπάρχει μεγαλύτερη συγκέντρωση καλίου μέσα στους άξονες από ό, τι έξω.

Λόγω των καναλιών ιόντων που περιέχουν πρωτεΐνες, οι μεμβράνες των κυττάρων έχουν διαφορετικά επίπεδα διαπερατότητας για αυτά τα ιόντα. Τα κανάλια νατρίου είναι συνήθως κλειστά σε ηρεμία. Τα κανάλια καλίου, από την άλλη πλευρά, είναι ανοιχτά, έτσι ώστε τα ιόντα καλίου να διαχέονται. Τα ιόντα διαχέονται έτσι προς τα έξω. Αυτό συμβαίνει έως ότου υπάρχει ισορροπία μεταξύ των ηλεκτρικών δυνάμεων και των δυνάμεων οσμωτικής πίεσης. Αυτό διατηρεί μια διαφορά φόρτισης μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού της κυτταρικής μεμβράνης, η οποία είναι επίσης γνωστή ως ηρεμία.

Όταν ένα ερέθισμα χτυπά μια νευρική ίνα και διασχίζει το κατώφλι, ανοίγουν τα κανάλια νατρίου και καλίου που εξαρτώνται από την τάση. Αυτό δημιουργεί μια αποπόλωση του κελιού, το οποίο με τη σειρά του ενεργοποιεί ένα δυναμικό δράσης. Η βιοηλεκτρική ώθηση μεταφέρεται κατά μήκος των νευρικών ινών.

Με απλά λόγια, στην περίπτωση του δυναμικού δράσης, μεταδίδεται ένα σήμα μέσω των αλλαγών στο δυναμικό της μεμβράνης.

Μια τιμή -50 mV ισχύει ως η τιμή κατωφλίου για την ανάπτυξη ενός δυναμικού δράσης. Οι διεγέρσεις κάτω των +20 mV δεν δημιουργούν κανένα δυναμικό δράσης και δεν υπάρχουν αντιδράσεις.

Μετά τη δημιουργία και τη μετάδοση ενός δυναμικού δράσης, τα κανάλια N + κλείνουν ξανά ξανά. Τα κανάλια K +, από την άλλη πλευρά, ανοίγουν έτσι ώστε τα ιόντα καλίου να μπορούν να διαχέονται έξω από τον άξονα. Η ηλεκτρική τάση στο εσωτερικό του στοιχείου μειώνεται ξανά. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως επαναπόλωση. Στη συνέχεια, τα κανάλια Κ + κλείνουν επίσης και το δυναμικό του κελιού πέφτει κάτω από το δυναμικό ηρεμίας. Αυτή η υπερπόλωση αλλάζει στο δυναμικό ηρεμίας, το οποίο οι αντλίες νατρίου-καλίου έχουν αποκαταστήσει μετά από περίπου δύο χιλιοστά του δευτερολέπτου. Ο άξονας είναι έτσι έτοιμος για νέες δυνατότητες δράσης.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

Ασθένειες και παθήσεις

Φαινόμενα όπως η δηλητηρίαση με κυανιούχα έχουν απειλητικές για τη ζωή συνέπειες, μερικές από τις οποίες οφείλονται στην απώλεια δυναμικού ανάπαυσης. Οι νευρώνες χρειάζονται ενέργεια για να αποκαταστήσουν το ηρεμιστικό τους δυναμικό. Η δηλητηρίαση από κυανίδιο εμποδίζει την παροχή ενέργειας, έτσι ώστε να μην παρέχεται ενέργεια για την αποκατάσταση του δυναμικού ανάπαυσης. Τα νευρικά κύτταρα παραμένουν μόνιμα αποπολωμένα και χάνουν τη λειτουργικότητά τους.

Ανάλογα με τον αριθμό των νευρώνων που επηρεάζονται από μια ανεπαρκή παροχή ενέργειας, η νευρωνική ρύθμιση ολόκληρου του οργανισμού μπορεί να καταρρεύσει με αυτόν τον τρόπο. Μια τέτοια ανάλυση της νευρωνικής ρύθμισης οδηγεί αναπόφευκτα σε θάνατο.

Με μια ευρύτερη έννοια, τα παράπονα με τη δυνατότητα ηρεμίας ενός νευρώνα μπορούν επίσης να εκφραστούν σε ασθένειες διαύλου ιόντων. Αυτές οι κληρονομικές ασθένειες προκαλούν διαταραχές διέγερσης στους μυς και το νευρικό σύστημα. Οι ασθένειες των καναλιών ιόντων επηρεάζουν τη συμπεριφορά αλλαγής των καναλιών ιόντων. Οι αλλαγές στη συμπεριφορά εναλλαγής των καναλιών μπορούν, με τη σειρά τους, να επηρεάσουν την ικανότητα αποκατάστασης του υπόλοιπου δυναμικού. Έτσι, οι ασθένειες επηρεάζουν τη διέγερση του ιστού. Οι ασθένειες των ιοντικών καναλιών είναι, με τη στενότερη έννοια, μεταλλάξεις των καναλιών ιόντων.

Σύμφωνα με επιστημονικά ευρήματα, τρεις μορφές κληρονομικής επιληψίας λέγεται ότι σχετίζονται με αυτό το φαινόμενο. Οι ημιπληγικές ημικρανίες και η ιδιοπαθής κοιλιακή μαρμαρυγή εξηγούνται επίσης με αυτόν τον τρόπο, σύμφωνα με τη σύγχρονη έρευνα.

Οι αντλίες νατρίου-καλίου μπορούν επίσης να επηρεαστούν από ασθένειες που επηρεάζουν το δυναμικό ηρεμίας ενός νευρικού κυττάρου. Σύμφωνα με πολλούς επιστήμονες, η σύγχρονη δυτική διατροφή προκαλεί μια αφύσικη αναλογία νατρίου-καλίου στο σώμα. Η περίσσεια επιτραπέζιου αλατιού και η έλλειψη καλίου λόγω της πολύ λίγης φυτικής τροφής λέγεται ότι επηρεάζουν τις αντλίες νατρίου-καλίου, καθώς αυτό μπορεί να αλλάξει την αναλογία ενδοκυτταρικών ιόντων.

Γενετικά προσδιορισμένες διαταραχές της ανταλλαγής νατρίου-καλίου στην κυτταρική μεμβράνη, από την άλλη πλευρά, υπάρχουν σε ορισμένες μεταλλάξεις και έχουν συνδεθεί από τους ερευνητές με μορφές επιληψίας καθώς και με ασθένειες διαύλου ιόντων. Οι διαταραχές στην αποκατάσταση του δυναμικού ανάπαυσης είναι επομένως πιθανώς σημαντικές για διάφορες ασθένειες του κεντρικού νευρικού συστήματος.