Hva er hvilepotensialet?

Hvilepotensialet er forskjellen i spenning over en cellemembran, og det er noen ganger referert til som hvilespenning. Visse typer av celler, såsom neuroner og muskelceller, bruker hvilepotensial til å iverksette endringer i cellen og kroppen. Aksjonspotensialer, muskelkontraksjon, og som etablerer eller skiftende likevekts prosesser i cellen alle involverer membranens hvilepotensialet.

Det er varierende konsentrasjoner av ioner i cytosol, eller cellens indre, samt inne forskjellige cellulære og organeller. Siden ioner er enten positivt eller negativt ladet, skaper de en ladningsforskjell mellom disse forskjellige kamrene, og danner en forskjell i elektrisk potensial. Ofte vil celler som ønsker å opprettholde denne forskjellen over en membran ved hjelp av protein ione pumper og kanaler. Når en elektrisk potensialforskjell opprettholdes, det kalles hvilepotensialet.
Ad

ioner som er mest involvert i å skape og opprettholde et hvilespenning for en membran er natrium (Na) og kalium (K) ioner. Generelt er konsentrasjonen av K ^{+ er høyere inne i cellen enn utenfor, mens konsentrasjonen av Na + er større utsiden av cellen enn innsiden. Denne forskjellen blir vedlikeholdt av et membranprotein pumpe kalt Na + /K + - ATPase, som anvender adenosintrifosfat (ATP) for energi for å opprettholde de relative konsentrasjoner. Pumpen inneholder tre Na + ioner inn i cellen for hver to K + ioner det eksport, noe som gir cellens indre en mer negativ ladning. Denne hvilepotensialet er spesielt viktig for neuroner, som bruker spenningsforskjellen til brann aksjonspotensialer.}

I nevroner og andre celler i nervesystemet, er et aksjonspotensial genereres når hvilepotensialet er forstyrret. Aksjonspotensialet begynner med en strøm av Na ^{+ -ioner inn i cellen gjennom visse ionekanaler, noe som skaper en depolarisering av den membranpotensialet når en viss terskelverdi er nådd. Her blir aksjonspotensial genereres og det elektriske signalet overføres gjennom neuron. Etter topp i Na +, mer spenningsstyrte ionekanaler åpen, slippe K + fra cellen, er et skritt i aksjonspotensialet kjent som hyperpolarisering, hvor membranpotensialet faller under normal hvilespenning. Cellen gjenoppretter deretter sin hvilepotensialet ved hjelp av Na + /K + -. ATPase i ferd med å repolarisasjon}

Kalsium (Ca) -ioner er også viktig å opprettholde hvilemembranpotensialet i muskel celler. Ca ^{2 + ioner blir lagret i en organelle som kalles sarkoplasmatisk retikulum, som inneholder protein pumper for å opprettholde høye konsentrasjoner av Ca 2+ inne i kupeen. Når en muskelcelle er fortalt til kontrakt, et elektrisk signal utløser sarkoplasmatisk retikulum ved hjelp av hvilepotensialet. Batterirommet er da i stand til å åpne, slippe Ca 2 + ioner inn i cellen, som binder seg til fibrene som gjør at muskelen til å trekke seg sammen.}