Vad är vilopotential?

Restpotential är skillnaden i spänning över ett cellmembran, och det kallas ibland vilans spänning. 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.

Jonerna som är mest involverade i att skapa och upprätthålla en vilopänningFör 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 har tre Na ⁺ joner i cellen för varannan 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 till CEll genom vissa jonkanaler, som 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 släpper K ⁺ från cellen, ett steg i handlingspotentialen kallas hyperpolarisering, där membranpotentialen sjunker under den normala vilopänningen. Cellen återupprättar sedan sin vilopotential med Na ⁺/k ⁺ -atpasen i repolariseringsprocessen.

kalcium (Ca) joner är också viktiga för att upprätthålla vilande membranpotential i muskelceller. Ca ²⁺ joner 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 retikulenum genom att använda vilopotentialen. Facket kan sedan öppna och frigöra Ca ²⁺ joner i cellen, som binder till fibrerna som gör att musklerna kan dra sig samman.