Co to jest potencjał spoczynkowy?

Potencjał spoczynkowy jest różnicą napięcia w błonie komórkowej i czasami jest on określany jako napięcie spoczynkowe.Niektóre typy komórek, takie jak neurony i komórki mięśniowe, wykorzystują potencjał spoczynkowy do wprowadzenia zmian w komórce i ciele.Potencjały czynnościowe, skurcz mięśni oraz ustanowienie lub zmieniające się procesy równowagi w komórce obejmują potencjał spoczynkowy błony.

Istnieją różne stężenia jonów w cytosolu lub wewnętrznym komórce, a także wewnątrz różnych przedziałów komórkowych i organelli.Ponieważ jony są albo pozytywnie lub ujemnie, tworzą różnicę ładunków między tymi różnymi przedziałami, tworząc różnicę w potencjale elektrycznym.Często komórki będą chciały zachować tę różnicę w membranie za pomocą pomp i kanałów jonowych białkowych.Po utrzymaniu różnicy potencjału elektrycznego nazywana jest potencjałem spoczynkowym.

Jony, które są najbardziej zaangażowane w tworzenie i utrzymanie napięcia spoczynkowego dla membrany, to jony sodu (NA) i potasu (K).Zasadniczo stężenie k ⁺ jest większe wewnątrz komórki niż na zewnątrz, podczas gdy stężenie Na ⁺ jest większe poza komórką niż wewnątrz.Różnica ta jest utrzymywana przez pompę białkową błonową zwaną Na ⁺/K ⁺ -Atpazę, która wykorzystuje trifosforan adenozyny (ATP) do energii w celu utrzymania stężeń względnych.Pompa zawiera trzy jony Na ⁺ do komórki dla każdego dwa jony K ⁺, które eksportuje, nadając wnętrze komórki bardziej ujemny ładunek.Ten potencjał spoczynkowy jest szczególnie ważny w przypadku neuronów, które wykorzystują różnicę napięcia do rozpalania potencjałów czynnościowych.

W neuronach i innych komórkach w układzie nerwowym generowany jest potencjał czynnościowy, gdy potencjał spoczynkowy jest zaburzony.Potencjał czynności zaczyna się od napływu jonów Na ⁺ do komórki przez niektóre kanały jonowe, co powoduje depolaryzację potencjału błony po osiągnięciu określonego progu.Tutaj generowany jest potencjał czynności, a sygnał elektryczny jest przesyłany przez neuron.Po skokach w Na ⁺, więcej kanałów jonowych bramkowych, zwalniając K ⁺ z komórki, etap potencjału czynnościowego jest znany jako hiperpolaryzacja, w której potencjał błony spada poniżej normalnego napięcia spoczynkowego.Następnie komórka przywraca swój potencjał spoczynkowy przy użyciu Na ⁺/k ⁺ -ATPaza w procesie repolaryzacji.

Jony wapnia (CA) są również ważne w utrzymywaniu potencjału spoczynkowego błony w komórkach mięśniowych.Jony Ca ²⁺ są przechowywane w organelle zwanym retikulum sarkoplazmatycznym, który zawiera pompy białkowe w celu utrzymania wysokich stężeń Ca ²⁺ w przedziale.Kiedy komórka mięśniowa ma się kurczyć, sygnał elektryczny uruchamia retikulum sarkoplazmatyczne przy użyciu potencjału spoczynkowego.Przedział jest następnie w stanie otworzyć, uwalniając jony CA ²⁺ do komórki, które wiążą się z włóknami, które pozwalają na kurczenie się mięśni.