Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
ההבדל היחסי במטען החשמלי, או המתח, בין החלק הפנימי והחלק החיצוני של קרום התא, נקרא פוטנציאל הממברנה. הבדל זה נוצר על ידי הבדלים בחדירות של הממברנה ליונים שונים והריכוזים של יונים אלה על פני הממברנה.
ניתן למדוד את פוטנציאל הממברנה של תא על ידי הכנסת מיקרואלקטרודה לתא והשוואת המטען לאלקטרודת ייחוס בנוזל החוץ-תאי. פוטנציאל הממברנה של נוירון במנוחה, כלומר, נוירון שאינו מקבל או שולח הודעות כעת הוא שלילי, בדרך כלל בסביבות -70 מילי-וולט (mV). דבר זה נקרא פוטנציאל הממברנה המנוחה. הערך השלילי מצביע על כך שחלקו הפנימי של הממברנה שלילי יותר יחסית מהצד החיצוני שהוא מקוטב. פוטנציאל המנוחה נובע משני גורמים עיקריים: חדירות סלקטיבית של הממברנה, והבדלים בריכוז היונים בתוך התא בהשוואה לחוץ.
ממברנות התא חדירות באופן סלקטיבי מכיוון שרוב היונים והמולקולות אינן יכולות לחצות את דו-שכבת השומנים ללא עזרה, לעתים קרובות מחלבוני תעלות יונים המתפרשות על הממברנה. הסיבה לכך היא שהיונים הטעונים אינם יכולים להתפזר דרך הפנים ההידרופובי הלא טעון של הממברנות. היונים התוך-תאיים הנפוצים ביותר שנמצאים ברקמת העצבים הם אשלגן (+^K), נתרן (+^Na), כלוריד (-^Cl) וסידן (+^Ca2). כאשר נוירון במנוחה, תעלות אשלגן (+^K) הן הסוג העיקרי של תעלת יונים הפתוחה ומאפשרת ל-+^K לנדוד על פני הממברנה. חדירות זו, יחד עם הריכוזים התוך-תאיים הגדולים, גורמת לפוטנציאל הממברנה המנוחה של הנוירון לקבוע בעיקר על ידי התנועה של +^K.
הבדלים בריכוז היונים בין החלק הפנימי והחיצוני של נוירונים נובעים בעיקר מפעילות משאבת הנתרן-אשלגן (+^Na^+/K) חלבון טרנסממברנלי השואב ללא הרף שלושה יוני +^Na מהתא על כל שני יוני +^K שהוא שואב פנימה זה קובע גרדיאנטים בריכוז, עם ריכוז גבוה יותר של יוני +^Na מחוץ לנוירונים וריכוז גבוה יותר של יוני +^K בפנים.
מכיוון שהממברנה חדירה בעיקר ל-+^K במנוחה עקב תעלות +^K הפתוחות, +^K יכולה להתפזר במורד גרדיאנט הריכוז שלו אל אזור הריכוז הנמוך, אל מחוץ לתא. המטענים החיוביים הללו היוצאים מהתא, בשילוב עם העובדה שיש הרבה חלבונים בעלי מטען שלילי בתוך התא, גורמים לחלק הפנימי להיות יותר שלילי יחסית.
בסופו של דבר, דיפוזיה החוצה של +^K מאוזנת על ידי דחיה אלקטרוסטטית של מטענים חיוביים המצטברים מחוץ לתא, ומגיעים לשיווי משקל אלקטרוכימי. ההשפעה נטו היא פוטנציאל המנוחה השלילי שנצפה. פוטנציאל המנוחה חשוב מאוד במערכת העצבים מכיוון ששינויים בפוטנציאל הממברנה, כגון פוטנציאל הפעולה, הם הבסיס לאיתות עצבי.
דג נפוח לא נמצא לעתים קרובות בתפריטי פירות ים רבים מחוץ ליפן, בין השאר בגלל שהם מכילים רעלן עצבי חזק. טטרודוטוקסין (TTX) הוא חוסם תעלות נתרן סלקטיבי מאוד, קטלני במינונים מינימליים. המינון הקטלני החציוני (LD50) עבור עכברים הוא 334 ק"ג, בהשוואה ל-8.5 מ"ג/Kg עבור אשלגן ציאניד. הוא שימש גם כלי חיוני במחקר מדעי המוח. הרעלן חוסם את זרימת ה-+^Na לתא כאשר הערוץ נפתח. לכן, הוא משבש את פוטנציאל הפעולה אך לא את פוטנציאל הממברנה המנוחה וניתן להשתמש בו כדי להשתיק פעילות נוירונית. מנגנון הפעולה שלו הוכח על ידי טושיו נראהאשי וג'ון וו. מור באוניברסיטת דיוק, שעבדו על האקסון הלובסטר הענק ב-1964.
מתח מנוחה של קרום התא הוא הפרש בפוטנציאל החשמלי בין הפנים לחוץ של קרום התא של נוירונים במנוחה, כאשר הם לא מגורים. בדרך כלל ערכו הוא בסביבות 70-מיליוולט, כלומר, שהוא שלילי יותר פנים. קרום תא הוא חדיר באופן סלקטיבי, בגלל שרוב היונים והמולקולות לא יכולים לפעפע דרכו באופן פסיבי.
הם בדרך כלל זקוקים לחלבונים טרנס-ממברנליים, כגון תעלות יונים, שיאפשרו להם לעבור. כאשר נוירון נמצא במנוחה, תעלות אשלגן הן הסוג העיקרי של תעלת יונים שפתוחה. חלבון טרנס-ממברנלי נוסף, משאבת נתרן-אשלגן, צורכת אנרגיה כדי להעביר כל הזמן נתרן מחוץ לתא ואשלגן לתוכו.
פעולה זו יוצרת מפל ריכוזים עם ריכוז גבוה יותר של אשלגן בפנים מאשר בחוץ. כוח הפעפוע גורם אז ליוני אשלגן לזרום במורד מפל הריכוזים שלהם, דרך תעלות האשלגן הפתוחות, החוצה מהתא. תנועה החוצה של יונים חיוביים אלה בשילוב עם חלבונים טעונים שלילית בתוך התא יוצרים מטען שלילי בתוך הקרום, מתח שלילי, כאשר נוירון נמצא במנוחה.
Nervous System
105.3K צפיות
Nervous System
115.9K צפיות
Nervous System
104.0K צפיות
Nervous System
53.2K צפיות
Nervous System
232.1K צפיות
Nervous System
94.2K צפיות
Nervous System
143.1K צפיות
Nervous System
58.7K צפיות
Nervous System
33.3K צפיות
Nervous System
133.7K צפיות
