ศักยภาพในการพักผ่อน: หน้าที่งานบทบาทและโรค

ศักย์พักคือความต่างศักย์ไฟฟ้า -70 mV ที่มีอยู่ระหว่างภายในและโดยรอบของเซลล์ประสาทในสภาวะที่ไม่ได้รับการกระตุ้น ศักยภาพเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของศักยภาพในการดำเนินการ พิษของไซยาไนด์จะป้องกันการฟื้นฟูศักยภาพในการพักผ่อนและนำไปสู่การล่มสลายของเซลล์ประสาท

ศักยภาพในการพักผ่อนคืออะไร?

ศักย์พักคือความต่างศักย์ไฟฟ้า -70 mV ที่มีอยู่ระหว่างภายในและบริเวณโดยรอบของเซลล์ประสาทในสภาวะที่ไม่ถูกกระตุ้น ศักย์พักคือความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่ระหว่างภายในของเซลล์ประสาทที่ไม่ถูกกระตุ้นและสภาพแวดล้อม ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้านี้ต้องได้รับการบำรุงรักษาอย่างแข็งขันและเป็นผลมาจากความไม่เท่ากัน การกระจาย of โซเดียม และ โพแทสเซียม ไอออน สององค์ประกอบของ เซลล์ประสาท เมมเบรนมีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษาศักยภาพในการพักผ่อน: ประการแรก โซเดียม-โพแทสเซียม ปั๊มและประการที่สองช่องไอออนบนวงแหวนผูกของ Ranvier ศักยภาพในการพักผ่อนของเซลล์ประสาทที่เคลื่อนไหวได้เป็นพื้นฐานสำหรับการนำเกลือของการกระตุ้นในทางเดินประสาทของมนุษย์ เมื่อถูกกระตุ้นโดย ศักยภาพในการดำเนินการเซลล์จะถูกแบ่งขั้วเกินศักยภาพที่กำหนดและช่องอิออนที่มีแรงดันไฟฟ้าจะเปิดออกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในศักยภาพในการพักด้วยการไหลเข้าของไอออนบางชนิด ศักยภาพในการดำเนินการ ถูกแพร่กระจายไปตามวิถีประสาทโดยการกระจายประจุ ศักยภาพในการพักผ่อนของเซลล์ประสาทของมนุษย์มีความแตกต่างระหว่าง -70 ถึง -80 mV ด้านในของ เยื่อหุ้มเซลล์ มีประจุลบและภายนอกมีประจุบวก

ฟังก์ชั่นและงาน

กระบวนการต่างๆเกิดขึ้นที่ เยื่อหุ้มเซลล์ ของเซลล์ที่เคลื่อนไหวได้ในช่วงพัก ที่แหวนปักของ Ranvier แอกซอนไม่ได้หุ้มด้วยไมอีลิน ปั๊ม Na + / K + ตั้งอยู่ที่โหนดเหล่านี้ซึ่งขนส่ง โพแทสเซียม ไอออนที่อยู่ภายในของ ซอน ในช่วงพักขณะใช้ ATP โซเดียม ไอออนจะถูกสูบออกจากเซลล์ในเวลาเดียวกัน ดังนั้นสูงกว่า สมาธิ ของโพแทสเซียมมีอยู่ภายใน ซอน กว่าที่มีอยู่ภายนอก เยื่อหุ้มเซลล์มีความสามารถในการซึมผ่านของไอออนเหล่านี้ได้แตกต่างกันเนื่องจากมีช่องไอออนของโปรตีน โดยทั่วไปแล้วช่องโซเดียมจะถูกปิด ในทางตรงกันข้ามช่องสำหรับโพแทสเซียมจะเปิดอยู่เพื่อให้มีการแพร่กระจายของโพแทสเซียมไอออน ดังนั้นไอออนจึงกระจายออกไปด้านนอก สิ่งนี้จะเกิดขึ้นจนกว่าจะมีไฟล์ สมดุล ระหว่างแรงไฟฟ้าและแรงดันออสโมติก สิ่งนี้จะรักษาความแตกต่างของประจุระหว่างภายนอกและภายในของเยื่อหุ้มเซลล์หรือที่เรียกว่าศักยภาพในการพัก เมื่อมีสิ่งเร้ามาถึงก ใยประสาท และข้ามขีด จำกัด ช่องโซเดียมและโพแทสเซียมที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าจะเปิดขึ้น สิ่งนี้ทำให้เกิดการลดขั้วของเซลล์ซึ่งจะทำให้เกิดไฟล์ ศักยภาพในการดำเนินการ. ดังนั้นแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าทางชีวภาพจึงแพร่กระจายไปตามเส้นใยประสาท กล่าวง่ายๆคือศักยภาพในการกระทำเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณผ่านการเปลี่ยนแปลงศักยภาพของเมมเบรน ค่า -50 mV ถือเป็นค่าเกณฑ์สำหรับการพัฒนาศักยภาพในการดำเนินการ ดังนั้นการกระตุ้นที่ต่ำกว่า +20 mV จะไม่ก่อให้เกิดการกระทำที่อาจเกิดขึ้นและปฏิกิริยาไม่เกิดขึ้น หลังจากการก่อตัวและการส่งผ่านของศักยภาพในการดำเนินการช่อง N + จะปิดอีกครั้งก่อน ในทางกลับกันช่อง K + เปิดเพื่อให้โพแทสเซียมไอออนกระจายออกจาก ซอน. แรงดันไฟฟ้าภายในเซลล์จึงลดลงอีกครั้ง กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่า repolarization จากนั้นช่อง K + ก็ปิดลงและศักยภาพของเซลล์จะลดลงต่ำกว่าศักยภาพในการพัก ไฮโพลาไรเซชันนี้จะเปลี่ยนไปเป็นศักยภาพในการพักซึ่งได้รับการฟื้นฟูโดยปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมหลังจากผ่านไปประมาณสองมิลลิวินาที ดังนั้นแอกซอนจึงพร้อมสำหรับศักยภาพในการดำเนินการใหม่ ๆ

โรคและความผิดปกติ

ในปรากฏการณ์ต่างๆเช่นพิษไซยาไนด์ผลกระทบที่คุกคามชีวิตจะเกิดขึ้นเองบางครั้งอาจเกิดจากการสูญเสียศักยภาพในการพักผ่อน เซลล์ประสาทต้องการพลังงานเพื่อฟื้นฟูศักยภาพในการพักผ่อน พิษของไซยาไนด์จะขัดขวางการจัดหาพลังงานเพื่อไม่ให้มีการฟื้นฟูที่อาจเกิดขึ้นได้ ดังนั้นเซลล์ประสาทจึงยังคงถูกเปลี่ยนขั้วอย่างถาวรและสูญเสียการทำงาน ขึ้นอยู่กับจำนวนเซลล์ประสาทที่ได้รับผลกระทบจากพลังงานที่ไม่เพียงพอการควบคุมเซลล์ประสาทของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถยุบได้ด้วยวิธีนี้ การสลายกฎระเบียบของเซลล์ประสาทดังกล่าวย่อมนำไปสู่ความตายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในแง่ที่กว้างกว่านั้นการร้องเรียนเกี่ยวกับศักยภาพในการพักผ่อนของเซลล์ประสาทก็สามารถแสดงออกมาในโรคช่องไอออนได้เช่นกัน โรคที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมเหล่านี้ทำให้เกิดความผิดปกติของการกระตุ้นในกล้ามเนื้อและ ระบบประสาท. โรคช่องไอออนมีผลต่อพฤติกรรมการเปลี่ยนช่องไอออน การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการเปลี่ยนช่องสัญญาณอาจส่งผลต่อความสามารถในการพักฟื้น ดังนั้นโรคจึงส่งผลต่อความตื่นเต้นของเนื้อเยื่อ ในความหมายที่แคบกว่านั้นโรคช่องไอออนคือการกลายพันธุ์ของช่องไอออน สามรูปแบบของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม โรคลมบ้าหมู คิดว่าเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์นี้ตามหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ อัมพาตครึ่งซีก อาการไมเกรน และไม่ทราบสาเหตุ ventricular fibrillation นอกจากนี้ยังมีการอธิบายด้วยวิธีนี้ตามการวิจัยสมัยใหม่ ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมอาจได้รับผลกระทบจากโรคที่มีผลกระทบต่อศักยภาพในการพักผ่อนของก เซลล์ประสาท. ตามที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนตะวันตกสมัยใหม่ อาหาร ให้อัตราส่วนโซเดียม - โพแทสเซียมที่ผิดธรรมชาติในร่างกาย เกลือแกงส่วนเกินและการขาดโพแทสเซียมเนื่องจากอาหารจากพืชน้อยเกินไปอาจทำให้ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมเสียได้เนื่องจากอัตราส่วนไอออนภายในเซลล์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในลักษณะนี้ การรบกวนทางพันธุกรรมของการแลกเปลี่ยนโซเดียม - โพแทสเซียมที่ เยื่อหุ้มเซลล์ในทางกลับกันมีอยู่ในการกลายพันธุ์บางอย่างและได้รับการเชื่อมโยงโดยนักวิจัยกับรูปแบบของ โรคลมบ้าหมูเช่นเดียวกับโรคช่องไอออน ดังนั้นการรบกวนในการพักฟื้นที่อาจเกิดขึ้นอาจเกี่ยวข้องกับโรคต่างๆของส่วนกลาง ระบบประสาท.