Възбуждане на неврона. Концентрацията на йони от двете страни на неврона

електрически явления, възникващи при възбуждане на неврона, те са изследвани главно в големи двигателни неврони на предния рог на гръбначния мозък, така че събитията, описани в следващите раздели са свързани главно с тези неврони. С изключение на количествени разлики, едно и също нещо се случва и в други неврони.

Остатъчен потенциал на мембрана на сомата на неврон. Фигурата показва гръбначния двигателните неврони сома, остатъчен потенциал на мембрана, която е приблизително равна на -65 мВ. Този потенциал е по-малко от -90 мВ, типични за големи влакна от периферните нерви и скелетни мускулни влакна. По-ниски нива на потенциала на покой е важно, тъй като позволява да се регулира невроналната възбудимост чрез изместване на мембранния потенциал към двете по-положителни и повече отрицателни стойности. По този начин, намаляване на покой, т.е. това преминаване към по-малко отрицателни стойности, повишава възбудимост на нервните мембрани, като промяна в потенциала на мембраната до повече отрицателни стойности води до намаляване на невроналната възбудимост. Това води до две възможни функционални невронни състояния: възбуждане или инхибиране, което се обяснява по-подробно в следните статии.

Разликата между концентрациите на йонни от двете страни на мембраната на сомата на невроните. Фигурата показва разлика концентрация за три йони (натрий, калий и хлор), най-важната функция на неврона. Вижда висока концентрация на натриеви йони в извънклетъчното пространство (142 милиеквивалента / л), но ниско - в неврон (14 милиеквивалента / л). Тази концентрация градиент на Na + йони, свързани с присъствието на силна натриев помпа, която изпомпва непрекъснато Na + йони от неврона.

Фигурата също се възприема висока концентрация на К + йони вътре сомата на неврон (120 милиеквивалента / л), но ниско - в извънклетъчната течност (4.5 милиеквивалента / L). Това може да се види, че има калий помпа, която изпомпва калий вътре.

Според фигурата, Cl⁻ концентрация йон в междуклетъчната течност е висока, но най-нисък - в неврона. Показано е също, че мембраната е достатъчно проницаема, за да Cl- йони, и че може да има леко помпа хлор. До сега, основната причина за ниска концентрация Cl йон в неврона се счита за отрицателен заряд (-65 мВ) в неврона. Този отрицателен заряд отблъсква отрицателно заредени йони Cl-, като ги принуждава да мине през порите на клетките, докато концентрацията на тези йони няма да е много по-ниска, отколкото вътре навън.

трансмембранен потенциал може да устои на движение на йони през мембраната, ако потенциала има подходяща полярност и големината. Потенциал, който напълно неутрализира движението на разликата в йонна концентрация се нарича Нернст потенциал за това iona- уравнение, за да го изчисли, както следва:

EMF (MV) = ± 61 х дневник (концентрация в / извън концентрация), където едн - Нернст потенциал върху вътрешната страна на мембраната. Потенциал е отрицателен (-) за положителни йони и положителен (+) до отрицателни йони.
Сега нека да се изчисли Нернст потенциал за всяка от трите йони: натриеви, калиеви и хлорни.

за разликата концентрации на Na + йони, показано на фиг. 45-8 (142 милиеквивалента / л и извън 14 милиеквивалента / L в), мембранен потенциал, спиране посока движението на тези йони чрез натриеви канали трябва да бъде равна на 61 тУ. Въпреки това, един истински потенциал мембрана е -65 СрН и 61 не СрН. Следователно тези йони Na ​​+, които проникнат в клетката, веднага изпомпва натриев помпа назад, т.е. навън, при което неврона се поддържа вътре отрицателен потенциал равна на -65 мВ.

За градиента на К + йони концентрация от 120 милиеквивалента / L в рамките на неврона и 4.5 милиеквивалента / L отвън. Според изчисленията, Nersta потенциал в този случай е равна на -86 мВ в рамките на неврона, т.е. че е по-негативни, отколкото действителната мембрана потенциал равна на -65 мВ. Следователно, поради високата калиев концентрацията на вътреклетъчния има обща тенденция към дифузия на К + йони от неврона навън, но това се противопоставя на непрекъснато повторно инжектиране на К + йони обратно в клетката.

най-накрая, градиент Cl⁻ йонна концентрация(107 милиеквивалента / L вътре и 8 милиеквивалента / L в) дава Нернст потенциал равна на -70 мВ в неврона, което е малко по-отрицателна от истинската стойност на измерване на потенциала на мембрана -65 мВ само. Следователно, има много малка тенденция движение на йони във вътрешността на неврон СГ, но тези няколко Cl- йони, които действително се просмукват навътре простират навън вероятно чрез активен транспорт, т.е. хлор помпа.

Помни това Три потенциал Нернст и посоката, в която различни йони са склонни да дифундира, тъй като тази информация е от значение за разбиране на процесите на възбуждане и инхибирането на синаптичната неврон при активиране или инактивиране на йонни канали.

равномерно разпределение електрически потенциал вътре сомата. Soma (тялото) на неврона съдържа вътреклетъчната течност, която е разтвор на електролити с висока проводимост. Освен това, сомата на неврон има голям диаметър (10-80 микрона), при което на практика не съпротивление при осъществяване на електрически ток от една вътрешна част сома към друга. Следователно, всяка евентуална промяна на всяко място, в рамките на сомата на неврона веднага води до едно и също изменение на потенциала във всички останали части от него. Тази важна характеристика играе основна роля в сумиране на сигналите, идващи в неврона от различни източници.