Tiềm năng nghỉ ngơi

Các Tiềm năng nghỉ ngơi là hiệu điện thế -70 mV tồn tại ở trạng thái không kích thích giữa bên trong và môi trường của nơron. Điện thế có liên quan đến việc hình thành các điện thế hoạt động. Ngộ độc xyanua ngăn cản sự phục hồi điện thế nghỉ và dẫn đến suy sụp tế bào thần kinh.

Điện thế nghỉ là gì?

Điện thế nghỉ là hiệu điện thế tồn tại giữa phần bên trong của một tế bào thần kinh không bị kích thích và môi trường xung quanh nó. Sự khác biệt về điện áp này phải được duy trì tích cực và là kết quả của sự phân bố không đồng đều của các ion natri và kali.

Hai yếu tố của màng tế bào thần kinh có liên quan đến việc duy trì điện thế nghỉ: một mặt là bơm natri-kali và mặt khác là các kênh ion trên các vòng Ranvier.

Điện thế nghỉ của các tế bào thần kinh dễ bị kích thích tạo cơ sở cho sự dẫn truyền muối của các con đường thần kinh của con người. Khi được kích thích bởi một điện thế hoạt động, tế bào bị khử cực vượt quá điện thế ngưỡng của nó và các kênh ion phụ thuộc vào điện thế mở ra, do đó khi một số ion nhất định chảy vào, điện thế nghỉ sẽ thay đổi. Điện thế hoạt động được truyền dọc theo các con đường thần kinh thông qua sự phân bố lại các điện tích.

Điện thế nghỉ của một tế bào thần kinh của con người có sự khác biệt từ -70 đến -80 mV. Bên trong màng tế bào mang điện âm và bên ngoài tích điện dương.

Chức năng & nhiệm vụ

Các quá trình khác nhau diễn ra trên màng tế bào của một tế bào dễ bị kích thích trong giai đoạn nghỉ ngơi. Trên các vòng Ranvier, sợi trục không bị cô lập với myelin. Tại các nút này là các máy bơm Na + / K +, vận chuyển các ion kali vào bên trong sợi trục trong giai đoạn nghỉ ngơi đồng thời tiêu thụ ATP. Các ion natri được bơm ra khỏi tế bào cùng một lúc. Điều này có nghĩa là bên trong sợi trục có nồng độ kali cao hơn bên ngoài.

Do các kênh ion chứa protein, màng tế bào có mức độ thấm khác nhau đối với các ion này. Các kênh natri thường đóng lại ở trạng thái nghỉ. Mặt khác, các kênh kali mở, để sự khuếch tán của các ion kali xảy ra. Các ion do đó khuếch tán ra bên ngoài. Điều này xảy ra cho đến khi có sự cân bằng giữa lực điện và lực thẩm thấu. Điều này duy trì sự chênh lệch điện tích giữa bên ngoài và bên trong của màng tế bào, còn được gọi là điện thế nghỉ.

Khi một kích thích chạm vào sợi thần kinh và vượt qua ngưỡng, các kênh natri và kali phụ thuộc vào điện thế sẽ mở ra. Điều này tạo ra sự khử cực của tế bào, từ đó kích hoạt điện thế hoạt động. Xung điện sinh học được truyền dọc theo các sợi thần kinh.

Nói một cách đơn giản, trong trường hợp của điện thế hoạt động, một tín hiệu được truyền qua những thay đổi trong điện thế màng.

Giá trị -50 mV được áp dụng làm giá trị ngưỡng để tạo ra điện thế hoạt động. Kích thích dưới +20 mV không làm phát sinh điện thế hoạt động và không có phản ứng.

Sau khi tạo và truyền điện thế hoạt động, đầu tiên các kênh N + sẽ đóng lại. Ngược lại, các kênh K + mở ra để các ion kali có thể khuếch tán ra khỏi sợi trục. Điện áp bên trong tế bào lại giảm xuống. Quá trình này còn được gọi là quá trình tái cực. Khi đó các kênh K + cũng đóng lại và điện thế của tế bào giảm xuống dưới điện thế nghỉ. Sự tăng phân cực này thay đổi thành điện thế nghỉ, mà các máy bơm natri-kali đã khôi phục sau khoảng 2 mili giây. Do đó sợi trục sẵn sàng cho các điện thế hoạt động mới.

Bạn có thể tìm thấy thuốc của mình tại đây

Bệnh tật & ốm đau

Các hiện tượng như ngộ độc xyanua có hậu quả đe dọa đến tính mạng, đôi khi do mất điện thế nghỉ. Các tế bào thần kinh cần năng lượng để phục hồi tiềm năng nghỉ ngơi của chúng. Nhiễm độc xyanua ngăn chặn nguồn cung cấp năng lượng để không có năng lượng nào được cung cấp để phục hồi điện thế nghỉ. Các tế bào thần kinh vẫn bị khử cực vĩnh viễn và mất chức năng.

Tùy thuộc vào số lượng tế bào thần kinh bị ảnh hưởng bởi nguồn cung cấp năng lượng quá thấp, cơ chế điều hòa thần kinh của toàn bộ sinh vật có thể sụp đổ theo cách này. Sự phá vỡ điều hòa tế bào thần kinh như vậy chắc chắn dẫn đến tử vong.

Theo nghĩa rộng hơn, những phàn nàn về điện thế nghỉ của tế bào thần kinh cũng có thể được biểu hiện trong các bệnh về kênh ion. Những bệnh di truyền này gây ra các rối loạn kích thích trong cơ và hệ thần kinh. Các bệnh về kênh ion ảnh hưởng đến hành vi chuyển mạch của các kênh ion. Những thay đổi trong hành vi chuyển đổi của các kênh có thể ảnh hưởng đến khả năng khôi phục phần còn lại. Do đó, các bệnh có tác động đến khả năng kích thích của mô. Các bệnh về kênh ion, theo nghĩa hẹp hơn, là sự đột biến của các kênh ion.

Theo các phát hiện khoa học, ba dạng động kinh di truyền được cho là có liên quan đến hiện tượng này. Theo nghiên cứu hiện đại, chứng đau nửa đầu liệt nửa người và rung thất vô căn cũng được giải thích theo cách này.

Máy bơm natri-kali cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các bệnh ảnh hưởng đến điện thế nghỉ của tế bào thần kinh. Theo nhiều nhà khoa học, chế độ ăn uống hiện đại của phương Tây gây ra tỷ lệ natri-kali không tự nhiên trong cơ thể. Việc dư thừa muối ăn và thiếu kali do ăn quá ít thực phẩm rau quả được cho là ảnh hưởng đến máy bơm natri-kali, vì điều này có thể làm thay đổi tỷ lệ ion trong tế bào.

Mặt khác, các rối loạn được xác định về mặt di truyền của quá trình trao đổi natri-kali trên màng tế bào có trong một số đột biến và được các nhà nghiên cứu liên hệ với các dạng động kinh cũng như các bệnh về kênh ion. Do đó, những rối loạn trong việc phục hồi điện thế nghỉ có lẽ có liên quan đến các bệnh khác nhau của hệ thần kinh trung ương.