Vad är vilopotential?

Restpotential är skillnaden i spänning över ett cellmembran, och det kallas ibland vilopänning.Vissa typer av celler, såsom neuroner och muskelceller, använder vilopotential för att anta förändringar i cellen och kroppen.Handlingspotentialer, muskelkontraktion och etablering eller förändrade jämviktsprocesser i cellen involverar alla membranets vilopotential.

Det finns olika koncentrationer av joner i cytosolen eller cellinredningen, såväl som inuti olika cellulära fack och organeller.Eftersom joner antingen är positivt eller negativt laddade skapar de en laddningsskillnad mellan dessa olika fack, vilket bildar en skillnad i elektrisk potential.Ofta vill celler upprätthålla denna skillnad över ett membran genom att använda proteinjonpumpar och kanaler.När en elektrisk potentialskillnad upprätthålls kallas den vilopotentialen.

De joner som är mest involverade i att skapa och upprätthålla en vilopänning för ett membran är natrium (Na) och kalium (k) joner.I allmänhet är koncentrationen av K ⁺ större inuti cellen än utanför, medan koncentrationen av Na ⁺ är större utanför cellen än inuti.Denna skillnad upprätthålls av en membranproteinpump som kallas Na ⁺/k ⁺ -atpas, som använder adenosintrifosfat (ATP) för energi för att upprätthålla de relativa koncentrationerna.Pumpen innehåller tre Na ⁺ -joner i cellen för varje två k ⁺joner som den exporterar, vilket ger cellens inre en mer negativ laddning.Denna vilopotential är särskilt viktig för neuroner, som använder spänningsskillnaden för att skjuta handlingspotentialer.

I neuroner och andra celler i nervsystemet genereras en handlingspotential när vilopotentialen störs.Handlingspotentialen börjar med ett tillströmning av Na ⁺ -joner i cellen genom vissa jonkanaler, vilket skapar en depolarisering av membranpotentialen när en viss tröskel har uppfyllts.Här genereras handlingspotentialen och den elektriska signalen överförs genom neuronet.Efter spik i Na ⁺ öppnas mer spänningsgrindade jonkanaler, vilket frigör k ⁺ från cellen, ett steg i handlingspotentialen kallas hyperpolarisering, där membranpotentialen sjunker under den normala vilopänningen.Cellen återupprättar sedan sin vilopotential med användning av Na ⁺/k ⁺ -atpasen i repolariseringsprocessen.

Kalcium (Ca) joner är också viktiga för att bibehålla vilande membranpotentialen i muskelceller.Ca ²⁺ -jonerna lagras i en organell som kallas sarkoplasmatisk retikulum, som innehåller proteinpumpar för att upprätthålla höga koncentrationer av Ca ²⁺ inuti facket.När en muskelcell får höra att sammandras utlöser en elektrisk signal den sarkoplasmiska retikulum genom att använda vilopotentialen.Facket kan sedan öppna och släppa Ca ²⁺ -joner i cellen, som binder till fibrerna som gör att musklerna kan sammandras.