Potencjał spoczynkowy

Potencjał spoczynkowy w neurologii zgodnie z definicją jest różnicą potencjałów pomiędzy dwiema stronami błony plazmatycznej niepobudzonej komórki pobudliwej.

Potencjał spoczynkowy – charakterystyka

Powierzchnia neuronu (komórki nerwowej) podczas spoczynku jest izopotencjalna, czyli nie wykazuje żadnych różnic potencjału między dwoma dowolnymi punktami tej powierzchni. W efekcie stosując 2 elektrody, z których jedną wprowadza się do wnętrza neuronu, a drugą zanurza do otaczającego płynu lub dotyka powierzchni neuronu, można wykazać w czasie spoczynku różnicę potencjału rzędu -60 do -90 mV. Ta różnica potencjału zwana właśnie potencjałem spoczynkowym spowodowana jest czterema ważnymi czynnikami:

1. Różnicą stężeń jonowych, głównie jonów sodu i potasu po obu stronach błony komórkowej.
2. Dyfuzją tych jonów przez błonę zgodnie z ich gradientami stężeń (tzw. potencjał dyfuzyjny).
3. Selektywną przepuszczalnością błony względem tych jonów.
4. Obecnością metabolicznej pompy sodowo-potasowej.

Co wpływa na wartość potencjału błonowego?

Na wartość potencjału błonowego wpływa bierna dyfuzja przez błonę nie tylko jonów potasu, ale i sodu, chloru czy innych (choć w mniejszym stopniu). Można zatem powiedzieć, że potencjał błonowy jest wypadkową potencjałów równowagi dla wielu jonów, przy czym wartość tego potencjału jest najbliższa potencjałowi równowagi tego jonu, dla którego błona jest w danej chwili najbardziej przepuszczalna.

Transport jonów

Stężenie jonów sodu w płynie zewnątrzkomórkowym jest około 10-krotnie wyższe niż wewnątrz neuronu. Z kolei stężenie jonów potasu jest około 30-krotnie wyższe wewnątrz takiej komórki. Te gradienty stężeń stanowią siłę napędową dyfuzji jonów zachodzącą przez specjalne kanały jonowe przenikające całą grubość błony. Posiadają one rodzaj filtru selektywności do wybiórczego przepuszczania jednego tylko rodzaju jonu. Ponadto posiadają urządzenie bramkujące służące do zamykania lub otwierania kanału. W efekcie umożliwia to wzrost lub spadek przepuszczalności błony dla danego jonu.

W spoczynku większość kanałów jest zamknięta, w związku z czym dyfuzja odbywa się w niewielkim stopniu. Zachodzi tylko przez nieliczne, słabo otwarte kanały i dotyczy głównie jonów potasu, ponieważ właśnie dla nich błona jest aż 10-krotnie bardziej przepuszczalna.

Układ aktywacji

Układ zapewniający otwieranie kanału i wzrost przepuszczalności jonowej nosi nazwę układu aktywacji. Natomiast układ zamykania tego kanału i spadek przepuszczalności nosi nazwę układu inaktywacji. Praca bramki może być kontrolowana przez zmianę potencjału błonowego lub działanie przekaźników w obrębie synaps na receptory połączone z kanałem.

Pompa sodowo-potasowa

Mimo że dyfuzja jonów przez błonę neuronu jest stosunkowo niewielka w stanie spoczynku, to jednak po dostatecznie długim czasie mogłaby doprowadzić do zaniku istotnych różnic w stężeniu jonów pomiędzy płynem wewnątrz- i zewnątrzkomórkowym. W efekcie mogłoby dojść do zaniku potencjału błonowego i zaburzeń czynności neuronów. Dlatego przeciwdziała temu wciąż aktywny transport jonów sodu z wnętrza komórki na zewnątrz oraz jonów potasu w przeciwnym kierunku. Ta aktywna pompa sodowo-potasowa działa w oparciu o specjalny enzym transportujący błony o nazwie adenozynotrójfosfataza.

Pompa sodowo-potasowa działa proporcjonalnie do wewnątrzkomórkowego stężenia jonów sodu i zewnątrzkomórkowego stężenia jonów potasu. Energia niezbędna do pokrycia wydatku energetycznego pochodzi od ATP. Proces wymaga stałego dopływu ATP, w związku z czym czynniki blokujące metabolizm tlenowy i produkcję ATP prowadzą do częściowego, a nawet całkowitego zahamowania pompy i zaniku potencjału spoczynkowego.

Czynnikami takimi mogą być:

• hipoksja;
• spadek temperatury;
• inhibitory oddychania komórkowego;
• wybiórcze zahamowanie pompy.

Na koniec należy wspomnieć, że pompa sodowo-potasowa działa niesymetrycznie, ponieważ przesuwa 3 jony sodu z wnętrza komórki na zewnątrz na każde 2 jony potasu przesuwane w kierunku przeciwnym.

Zobacz również: Potencjał czynnościowy.

Bibliografia

1. Konturek S., Fizjologia człowieka, Tom IV, Wydawnictwo Urban&Partner, Wrocław 2014.

	Mata do akupresury (mata z igłami) Mata do akupresury posiada specjalne igły. Ma działanie terapeutyczne i wykorzystywana jest na różne okolice ciała w celu zmniejszenia bólów, regulacji napięcia mięśniowego i wielu innych schorzeń. Zobacz więcej...
	Mata z kolcami Mata z kolcami została wykonana z materiałów wytrzymałych i odpornych, a zarazem bezpiecznych. Regularnie stosowana w domowym zaciszu, niweluje liczne dolegliwości bólowe. Zobacz więcej...