Hva er hvilepotensial?

hvilepotensial er forskjellen i spenning over en cellemembran, og det blir noen ganger referert til som hvilespenning. Visse typer celler, for eksempel nevroner og muskelceller, bruker hvilepotensial for å vedta endringer i cellen og kroppen. Handlingspotensialer, muskelsammentrekning og etablering eller endring av likevektsprosesser i cellen involverer alle membranens hvilepotensial.

Det er varierende konsentrasjoner av ioner i cytosol, eller celleinteriør, så vel som inne i forskjellige celleskommer og organeller. Siden ioner enten er positivt eller negativt ladet, skaper de en ladeforskjell mellom disse forskjellige rommene, og danner en forskjell i elektrisk potensial. Ofte vil celler ønske å opprettholde denne forskjellen over en membran ved å bruke proteinionpumper og kanaler. Når en elektrisk potensialforskjell opprettholdes, kalles det hvilepotensialet.

Ionene som er mest involvert i å skape og opprettholde en hvilespenningFor en membran er natrium (Na) og kalium (K) -ioner. Generelt er konsentrasjonen av K ^{+ større inne i cellen enn utenfor, mens konsentrasjonen av Na + er større utenfor cellen enn inne. Denne forskjellen opprettholdes av en membranproteinpumpe kalt Na +/k + -atpase, som bruker adenosintrifosfat (ATP) for energi for å opprettholde de relative konsentrasjonene. Pumpen inneholder tre Na + ioner i cellen for hver to k + ioner IT eksporterer, noe som gir cellens interiør en mer negativ ladning. Dette hvilepotensialet er spesielt viktig for nevroner, som bruker spenningsforskjellen for å skyte handlingspotensialer.}

I nevroner og andre celler i nervesystemet genereres et handlingspotensial når hvilepotensialet blir forstyrret. Handlingspotensialet begynner med en tilstrømning av Na ^{+ ioner i CEll gjennom visse ionekanaler, som skaper en depolarisering av membranpotensialet når en viss terskel er oppfylt. Her genereres handlingspotensialet og det elektriske signalet overføres gjennom nevronen. Etter piggen i Na +, mer spenning-gatede ionekanaler åpne, og slipper k + fra cellen, er et trinn i handlingspotensialet kjent som hyperpolarisering, der membranpotensialet synker under normal hvilespenning. Cellen gjenoppretter deretter hvilepotensialet ved bruk av Na +/k + -atpase i prosessen med repolarisering.}

Kalsium (Ca) -ioner er også viktige for å opprettholde hvilemembranpotensialet i muskelceller. Ca ^{2+ -ionene lagres i en organell kalt sarkoplasmatisk retikulum, som inneholder proteinpumper for å opprettholde høye konsentrasjoner av Ca 2+ inne i rommet. Når en muskelcelle får beskjed om å trekke seg sammen, utløser et elektrisk signal den sarkoplasmatiske retikulenum ved å bruke hvilepotensialet. Kammeret er da i stand til å åpne, frigjøre Ca 2+ ioner i cellen, som binder seg til fibrene som lar muskelen trekke seg sammen.}