Vzbujanje nevrona. Koncentracija ionov na obeh straneh nevrona

električni pojavi, pojavljajo v vzbujanje nevrona, so preučevali predvsem v velikih motornih nevronih sprednjega roga hrbtenjače, zato dogodki, navedeni v naslednjih odstavkih se nanašajo predvsem na teh nevronov. Z izjemo količinske razlike, je ista stvar dogaja v drugih nevronov.

Počivališče membranski potencial nevrona Soma. Slika prikazuje spinalno motoričnega nevrona Soma, počivanje membranski potencial, ki je približno enak -65 mV. Ta potencial je manjša od -90 mV, značilno velikih vlaken perifernih živcev in skeletnih mišičnih vlaken. Nižje stopnje potenciala mirovanju je pomemben, saj omogoča regulacijo nevronske razdražljivost s spremembo potenciala membrane proti obema bolj pozitivne in bolj negativne vrednosti. Tako zmanjšanje počitka, tj tako preusmerijo manj negativne vrednosti, poveča razdražljivost nevronskih membran, ker premik potenciala membranski bolj negativne vrednosti privede do zmanjšanja nevronske razdražljivost. To vodi do dveh možnih funkcionalnih nevronskih stanj: vzbujanja ali zaviranje, ki je podrobno pojasnjena v naslednjih členih.

Razlika med koncentracij ionov na obeh straneh membrane nevrona Soma. Slika prikazuje razliko koncentracije za tri ionov (natrij, kalij in klor), najbolj pomembno funkcijo za nevronu. Prikazano visoka koncentracija natrijeve ionov v ekstracelularnem prostoru (142 mekv / l), vendar z nizkimi - znotraj nevrona (14 meq / l). Ta koncentracijski gradient Na + ionov povezana s prisotnosti močne natrijevega črpalka, ki neprestano črpa iz Na + ionov iz nevrona.

Na sliki je viden tudi visoka koncentracija K + ionov notranjosti Soma nevronov (120 mekv / l), ki pa nizka - v ekstracelularni tekočini (4,5 meq / L). Razvidno je, da je kalijev črpalka, ki črpa kalij v notranjosti.

Po sliki, Cl⁻ koncentracija ionov v zunajcelični tekočini je visoka, vendar najnižji - v nevronu. Prav tako je pokazala, da je membrana dovolj prepustna za Cl- ione, in da lahko pride do rahlega klora črpalko. Doslej je glavni vzrok za nizko Cl koncentracijo ionov v nevronu šteje negativni naboj (-65 mV) v nevronu. Ta negativni naboj odbija negativno nabitih ionov Cl-, jih prisili, da gredo skozi pore celic, tako dolgo, kot koncentracije teh ionov ne bo veliko nižja znotraj kot zunaj.

transmembranski potencial morejo upreti gibanje ionov skozi membrano, če ima potencial ustrezno polarnost in velikosti. Potencial, ki v celoti izravnava gibanje razlike ionske koncentracije, se imenuje Nernstov potencial za to iona- enačbo, da se izračuna, kot sledi:

EMF (MV) = ± 61 x log (koncentracija podal koncentracije / zunaj) kjer je EMF - Nernstov potencial na notranji strani membrane. Potencial je negativna (-) na pozitivnih ionov in pozitivni (+) do negativnih ionov.
Zdaj pa izračun Nernstov potencial za vsakega od treh ionov: natrij, kalij in klor.

Za razliko koncentracije Na + ionov, prikazano na sl. 45-8 (142 meq / l in zunanjostjo 14 mEq / L), membranski potencial, ustavitev smerno gibanje teh ionov skozi natrijevih kanalov mora biti enaka +61 mV. Vendar pa je res, membranski potencial je -65 mV in 61 mV ne. Zato ti ioni Na +, ki pronica v celico, takoj črpamo natrijev črpalko nazaj, t.j. navzven, pri čemer je nevron podprt znotraj negativno potencialno enak -65 mV.

Za K + ion gradientom Koncentracija 120 meq / L znotraj nevrona in 4,5 mmol / L zunaj. Po izračunih, Nersta potencial je v tem primeru enak -86 mV v nevronu, tj je bolj negativna od dejanske membrano potencialno enak -65 mV. Zato je zaradi visoke znotrajcelično koncentracijo kalija obstaja splošna težnja difuzije K + ionov iz nevrona navzven, vendar je to v nasprotju z neprekinjenim reinjektiranje K + ionov nazaj v celico.

končno, Cl⁻ ionski gradient koncentracije(107 meq / l znotraj in 8 mekv / L notranjosti) daje Nernstov potencial enak -70 mV v nevronu, ki je nekoliko bolj negativen kot prave merilne vrednosti membranskega potenciala -65 mV samo. Zato je zelo malo težnja gibanje ionov znotraj nevrona Cl-, ampak tistih nekaj Cl- ioni, ki dejansko pronica noter razširi navzven verjetno preko aktivnega transporta, tj klor črpalka.

Zapomni si to Tri potencial Nernstov in smer, v kateri različni ioni ponavadi difundira, ker je ta informacija pomembna za razumevanje procesov ekscitacije in inhibicije sinaptičnih nevrona pri aktivacije ali inaktivacije od ionske kanale.

enakomerna porazdelitev Električni potencial v notranjosti Soma. Soma (organ) nevrona obsega znotrajcelično tekočino, ki je raztopina elektrolitov z visoko prevodnostjo. Poleg tega je nevron Soma ima velik premer (10-80 mikronov), pri čemer praktično brez odpora pri izvajanju električnega toka iz enega notranjega dela Soma do drugega. Zato morebitne spremembe na vseh lokacijah v Soma nevrona takoj prinese približno enako možnih sprememb v vseh drugih delov. Ta pomembna značilnost igra pomembno vlogo pri seštevanju signale, ki prihajajo v nevronu iz različnih virov.