": విశ్రాంతి సంభావ్యత అనేది శరీరంలోని అన్ని కణాల జీవితంలో ఒక ముఖ్యమైన దృగ్విషయం, మరియు అది ఎలా ఏర్పడిందో తెలుసుకోవడం ముఖ్యం. అయితే, ఇది సంక్లిష్టమైన డైనమిక్ ప్రక్రియ, ముఖ్యంగా జూనియర్ విద్యార్థులు (జీవ, వైద్య మరియు మానసిక ప్రత్యేకతలు) మరియు తయారుకాని పాఠకులకు పూర్తిగా అర్థం చేసుకోవడం కష్టం. అయితే, పాయింట్ బై పాయింట్‌గా పరిగణించినప్పుడు, దాని ప్రధాన వివరాలు మరియు దశలను అర్థం చేసుకోవడం చాలా సాధ్యమే. పని విశ్రాంతి సంభావ్యత యొక్క భావనను పరిచయం చేస్తుంది మరియు విశ్రాంతి సంభావ్యత ఏర్పడటానికి పరమాణు విధానాలను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు గుర్తుంచుకోవడానికి సహాయపడే అలంకారిక రూపకాలను ఉపయోగించి దాని నిర్మాణం యొక్క ప్రధాన దశలను హైలైట్ చేస్తుంది.

మెంబ్రేన్ రవాణా నిర్మాణాలు - సోడియం-పొటాషియం పంపులు - విశ్రాంతి సంభావ్యత యొక్క ఆవిర్భావానికి ముందస్తు అవసరాలను సృష్టిస్తాయి. ఈ ముందస్తు అవసరాలు కణ త్వచం లోపలి మరియు బయటి వైపులా అయాన్ గాఢతలో తేడా. సోడియం గాఢతలో తేడా మరియు పొటాషియం గాఢతలో వ్యత్యాసం విడివిడిగా వ్యక్తమవుతుంది. పొటాషియం అయాన్లు (K+) పొర యొక్క రెండు వైపులా వాటి ఏకాగ్రతను సమం చేయడానికి చేసే ప్రయత్నం సెల్ నుండి దాని లీకేజీకి దారితీస్తుంది మరియు వాటితో పాటు సానుకూల విద్యుత్ ఛార్జీలను కోల్పోతుంది, దీని కారణంగా సెల్ యొక్క అంతర్గత ఉపరితలం యొక్క మొత్తం ప్రతికూల ఛార్జ్ గణనీయంగా పెరిగింది. ఈ "పొటాషియం" ప్రతికూలత విశ్రాంతి సంభావ్యతలో ఎక్కువ భాగం (సగటున −60 mV), మరియు ఒక చిన్న భాగం (−10 mV) అనేది అయాన్ మార్పిడి పంపు యొక్క ఎలెక్ట్రోజెనిసిటీ వల్ల కలిగే "మార్పిడి" ప్రతికూలత.

నిశితంగా పరిశీలిద్దాం.

విశ్రాంతి సంభావ్యత అంటే ఏమిటో మరియు అది ఎలా పుడుతుందో మనం ఎందుకు తెలుసుకోవాలి?

"జంతు విద్యుత్" అంటే ఏమిటో మీకు తెలుసా? శరీరంలో "బయోకరెంట్స్" ఎక్కడ నుండి వస్తాయి? జల వాతావరణంలో ఉన్న జీవన కణం "ఎలక్ట్రిక్ బ్యాటరీ"గా ఎలా మారుతుంది మరియు అది ఎందుకు వెంటనే విడుదల చేయదు?

పొర అంతటా సెల్ దాని విద్యుత్ సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని (విశ్రాంతి సంభావ్యత) ఎలా సృష్టిస్తుందో మనకు తెలిస్తే మాత్రమే ఈ ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వబడుతుంది.

నాడీ వ్యవస్థ ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, దాని వ్యక్తిగత నాడీ కణం, న్యూరాన్ ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం. న్యూరాన్ యొక్క పనిని ఆధారం చేసే ప్రధాన విషయం ఏమిటంటే, దాని పొర ద్వారా విద్యుత్ ఛార్జీల కదలిక మరియు ఫలితంగా, పొరపై విద్యుత్ పొటెన్షియల్స్ కనిపించడం. ఒక న్యూరాన్, దాని నాడీ పని కోసం సిద్ధమౌతోంది, మొదట విద్యుత్ రూపంలో శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది, ఆపై నాడీ ఉత్తేజాన్ని నిర్వహించడం మరియు ప్రసారం చేసే ప్రక్రియలో ఉపయోగిస్తుంది.

అందువల్ల, నాడీ వ్యవస్థ యొక్క పనితీరును అధ్యయనం చేయడానికి మన మొదటి అడుగు ఏమిటంటే, నాడీ కణాల పొరపై విద్యుత్ సంభావ్యత ఎలా కనిపిస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం. ఇది మేము చేస్తాము మరియు మేము ఈ ప్రక్రియ అని పిలుస్తాము విశ్రాంతి సంభావ్యత ఏర్పడటం.

"విశ్రాంతి సంభావ్యత" భావన యొక్క నిర్వచనం

సాధారణంగా, ఒక నరాల కణం శారీరక విశ్రాంతిలో ఉన్నప్పుడు మరియు పని చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నప్పుడు, అది పొర యొక్క లోపలి మరియు బయటి వైపుల మధ్య విద్యుత్ ఛార్జీల పునఃపంపిణీని ఇప్పటికే అనుభవించింది. దీని కారణంగా, విద్యుత్ క్షేత్రం ఏర్పడింది మరియు పొరపై విద్యుత్ సంభావ్యత కనిపించింది - విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత.

అందువలన, పొర ధ్రువణమవుతుంది. ఇది బయటి మరియు లోపలి ఉపరితలాలపై వేర్వేరు విద్యుత్ పొటెన్షియల్‌లను కలిగి ఉందని దీని అర్థం. ఈ పొటెన్షియల్స్ మధ్య వ్యత్యాసం నమోదు చేయడం చాలా సాధ్యమే.

రికార్డింగ్ యూనిట్‌కి కనెక్ట్ చేయబడిన మైక్రోఎలక్ట్రోడ్ సెల్‌లోకి చొప్పించబడితే ఇది ధృవీకరించబడుతుంది. ఎలక్ట్రోడ్ సెల్ లోపలికి వచ్చిన వెంటనే, సెల్ చుట్టూ ఉన్న ద్రవంలో ఉన్న ఎలక్ట్రోడ్‌కు సంబంధించి కొంత స్థిరమైన ఎలక్ట్రోనెగటివ్ సంభావ్యతను తక్షణమే పొందుతుంది. నరాల కణాలు మరియు ఫైబర్‌లలోని కణాంతర విద్యుత్ సంభావ్యత యొక్క విలువ, ఉదాహరణకు, స్క్విడ్ యొక్క జెయింట్ నరాల ఫైబర్స్, విశ్రాంతి సమయంలో సుమారు −70 mV. ఈ విలువను రెస్టింగ్ మెమ్బ్రేన్ పొటెన్షియల్ (RMP) అంటారు. ఆక్సోప్లాజమ్ యొక్క అన్ని పాయింట్ల వద్ద ఈ సంభావ్యత దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది.

నోజ్డ్రాచెవ్ A.D. మరియు ఫిజియాలజీ యొక్క ప్రారంభాలు.

కొంచెం ఎక్కువ భౌతికశాస్త్రం. మాక్రోస్కోపిక్ భౌతిక శరీరాలు, ఒక నియమం వలె, విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటాయి, అనగా. అవి సానుకూల మరియు ప్రతికూల చార్జీలను సమాన పరిమాణంలో కలిగి ఉంటాయి. మీరు దానిలో ఒక రకమైన చార్జ్డ్ కణాలను సృష్టించడం ద్వారా ఒక శరీరాన్ని ఛార్జ్ చేయవచ్చు, ఉదాహరణకు, మరొక శరీరానికి వ్యతిరేకంగా ఘర్షణ ద్వారా, దీనిలో వ్యతిరేక రకం యొక్క అదనపు ఛార్జీలు ఏర్పడతాయి. ప్రాథమిక ఛార్జ్ ఉనికిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే ( ఇ), ఏదైనా శరీరం యొక్క మొత్తం విద్యుత్ ఛార్జ్ ఇలా సూచించబడుతుంది q= ±N× ఇ, ఇక్కడ N అనేది పూర్ణాంకం.

విశ్రాంతి సంభావ్యత- ఇది కణం శారీరక విశ్రాంతి స్థితిలో ఉన్నప్పుడు పొర లోపలి మరియు బయటి వైపులా ఉండే విద్యుత్ పొటెన్షియల్‌లలో తేడా.దీని విలువ సెల్ లోపల నుండి కొలుస్తారు, ఇది ప్రతికూలంగా ఉంటుంది మరియు సగటు −70 mV (మిల్లీవోల్ట్‌లు), అయితే ఇది వివిధ కణాలలో మారవచ్చు: −35 mV నుండి -90 mV వరకు.

నాడీ వ్యవస్థలో, విద్యుత్ ఛార్జీలు సాధారణ మెటల్ వైర్లలో వలె ఎలక్ట్రాన్లచే సూచించబడవు, కానీ అయాన్లు - విద్యుత్ ఛార్జ్ కలిగి ఉన్న రసాయన కణాలు. సాధారణంగా, సజల ద్రావణాలలో, ఇది ఎలక్ట్రాన్లు కాదు, కానీ విద్యుత్ ప్రవాహం రూపంలో కదిలే అయాన్లు. అందువల్ల, కణాలు మరియు వాటి వాతావరణంలోని అన్ని విద్యుత్ ప్రవాహాలు అయాన్ ప్రవాహాలు.

కాబట్టి, నిశ్చల స్థితిలో ఉన్న సెల్ లోపలి భాగం ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు వెలుపల సానుకూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది. ఇది ఎర్ర రక్త కణాలను మినహాయించి, అన్ని జీవ కణాల లక్షణం, దీనికి విరుద్ధంగా, వెలుపల ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది. మరింత ప్రత్యేకంగా, సెల్ చుట్టూ ఉన్న సెల్ వెలుపల సానుకూల అయాన్లు (Na + మరియు K + కాటయాన్స్) ప్రబలంగా ఉంటాయని మరియు ప్రతికూల అయాన్లు (Na + మరియు K వంటి పొర గుండా స్వేచ్ఛగా కదలలేని సేంద్రీయ ఆమ్లాల అయాన్లు) అని తేలింది. +) లోపల ప్రబలంగా ఉంటుంది.

ఇప్పుడు మనం ప్రతిదీ ఈ విధంగా ఎలా జరిగిందో వివరించాలి. అయినప్పటికీ, ఎర్ర రక్త కణాలు మినహా మన కణాలన్నీ బయట మాత్రమే సానుకూలంగా కనిపిస్తాయని గ్రహించడం అసహ్యకరమైనది, కానీ లోపల అవి ప్రతికూలంగా ఉంటాయి.

సెల్ లోపల విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని వర్గీకరించడానికి "ప్రతికూలత" అనే పదం, విశ్రాంతి సంభావ్యత స్థాయిలో మార్పులను సులభంగా వివరించడానికి మాకు ఉపయోగపడుతుంది. ఈ పదం గురించి విలువైనది ఏమిటంటే, ఈ క్రిందివి స్పష్టంగా స్పష్టంగా ఉన్నాయి: సెల్ లోపల ఎక్కువ ప్రతికూలత, తక్కువ సంభావ్యత సున్నా నుండి ప్రతికూల వైపుకు మార్చబడుతుంది మరియు తక్కువ ప్రతికూలత, ప్రతికూల సంభావ్యత సున్నాకి దగ్గరగా ఉంటుంది. ప్రతిసారీ “సంభావ్య పెరుగుదల” అనే పదానికి అర్థం ఏమిటో అర్థం చేసుకోవడం కంటే ఇది అర్థం చేసుకోవడం చాలా సులభం - సంపూర్ణ విలువ (లేదా “మాడ్యులో”) పెరుగుదల అంటే విశ్రాంతి సంభావ్యతను సున్నా నుండి క్రిందికి మార్చడం మరియు కేవలం “పెరుగుదల”. సున్నా వరకు సంభావ్యత యొక్క మార్పు అని అర్థం. "ప్రతికూలత" అనే పదం అవగాహన యొక్క అస్పష్టత యొక్క అటువంటి సమస్యలను సృష్టించదు.

విశ్రాంతి సంభావ్యత ఏర్పడటం యొక్క సారాంశం

భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు విద్యుత్ చార్జీలతో చేసిన ప్రయోగాలలో చేసినట్లుగా, నరాల కణాల యొక్క విద్యుత్ ఛార్జ్ ఎక్కడ నుండి వస్తుందో గుర్తించడానికి ప్రయత్నిద్దాం, ఎవరూ వాటిని రుద్దరు.

ఇక్కడ తార్కిక ఉచ్చులలో ఒకటి పరిశోధకుడు మరియు విద్యార్థి కోసం వేచి ఉంది: సెల్ యొక్క అంతర్గత ప్రతికూలత కారణంగా తలెత్తదు అదనపు ప్రతికూల కణాల రూపాన్ని(అయాన్లు), కానీ, దీనికి విరుద్ధంగా, కారణంగా నిర్దిష్ట మొత్తంలో సానుకూల కణాల నష్టం(కేషన్స్)!

కాబట్టి సెల్ నుండి సానుకూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు ఎక్కడికి వెళ్తాయి? ఇవి సోడియం అయాన్లు - Na + - మరియు పొటాషియం - K + కణాన్ని విడిచిపెట్టి బయట పేరుకుపోయాయని నేను మీకు గుర్తు చేస్తాను.

సెల్ లోపల ప్రతికూలత యొక్క ప్రధాన రహస్యం

ఈ రహస్యాన్ని వెంటనే బహిర్గతం చేద్దాం మరియు రెండు ప్రక్రియల కారణంగా సెల్ దాని సానుకూల కణాలలో కొన్నింటిని కోల్పోతుందని మరియు ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ అవుతుందని చెప్పండి:

1. మొదట, ఆమె "ఆమె" సోడియంను "విదేశీ" పొటాషియం కోసం మార్పిడి చేస్తుంది (అవును, ఇతరులకు కొన్ని సానుకూల అయాన్లు, సమానంగా సానుకూలంగా ఉంటాయి);
2. అప్పుడు ఈ "భర్తీ" సానుకూల పొటాషియం అయాన్లు దాని నుండి బయటకు వస్తాయి, దానితో పాటు సెల్ నుండి సానుకూల ఛార్జీలు లీక్ అవుతాయి.

ఈ రెండు ప్రక్రియలను మనం వివరించాలి.

అంతర్గత ప్రతికూలతను సృష్టించే మొదటి దశ: K + కోసం Na + మార్పిడి

నాడీ కణం యొక్క పొరలో ప్రోటీన్లు నిరంతరం పనిచేస్తాయి. వినిమాయకం పంపులు(అడెనోసిన్ ట్రైఫాస్ఫాటేసెస్, లేదా Na + /K + -ATPases) పొరలో పొందుపరచబడింది. వారు సెల్ యొక్క "సొంత" సోడియంను బాహ్య "విదేశీ" పొటాషియం కోసం మార్పిడి చేస్తారు.

కానీ ఒక ధనాత్మక చార్జ్ (Na +) మరొక సారూప్య ధనాత్మక చార్జ్ (K +)కి మారినప్పుడు, సెల్‌లో ధనాత్మక చార్జ్‌ల లోపం ఏర్పడదు! కుడి. కానీ, అయినప్పటికీ, ఈ మార్పిడి కారణంగా, చాలా తక్కువ సోడియం అయాన్లు సెల్‌లో ఉంటాయి, ఎందుకంటే దాదాపు అన్నీ బయటికి వెళ్లిపోయాయి. మరియు అదే సమయంలో, సెల్ పొటాషియం అయాన్లతో నిండి ఉంది, ఇది పరమాణు పంపుల ద్వారా పంప్ చేయబడింది. మేము సెల్ యొక్క సైటోప్లాజమ్‌ను రుచి చూడగలిగితే, ఎక్స్ఛేంజ్ పంపుల పని ఫలితంగా, అది ఉప్పు నుండి చేదు-ఉప్పగా-పులుపుగా మారిందని మేము గమనించవచ్చు, ఎందుకంటే సోడియం క్లోరైడ్ యొక్క ఉప్పగా ఉండే రుచి సంక్లిష్ట రుచితో భర్తీ చేయబడింది. పొటాషియం క్లోరైడ్ యొక్క సాంద్రీకృత పరిష్కారం. కణంలో, పొటాషియం గాఢత 0.4 mol/l కి చేరుకుంటుంది. 0.009-0.02 mol/l పరిధిలోని పొటాషియం క్లోరైడ్ యొక్క సొల్యూషన్స్ తీపి రుచిని కలిగి ఉంటాయి, 0.03-0.04 - చేదు, 0.05-0.1 - చేదు-ఉప్పు, మరియు 0.2 మరియు అంతకంటే ఎక్కువ నుండి - లవణం, చేదు మరియు పుల్లని కలిగి ఉన్న సంక్లిష్ట రుచి. .

ఇక్కడ ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే పొటాషియం కోసం సోడియం మార్పిడి - అసమానమైనది. ఇచ్చిన ప్రతి సెల్ కోసం మూడు సోడియం అయాన్లుఆమె ప్రతిదీ పొందుతుంది రెండు పొటాషియం అయాన్లు. ఇది ప్రతి అయాన్ మార్పిడి ఈవెంట్‌తో ఒక సానుకూల చార్జ్‌ని కోల్పోతుంది. కాబట్టి ఇప్పటికే ఈ దశలో, అసమాన మార్పిడి కారణంగా, సెల్ తిరిగి పొందే దానికంటే ఎక్కువ "ప్లస్" ను కోల్పోతుంది. విద్యుత్ పరంగా, ఇది సెల్ లోపల దాదాపు −10 mV ప్రతికూలతను కలిగి ఉంటుంది. (కానీ మనం ఇంకా మిగిలిన −60 mVకి వివరణను కనుగొనవలసి ఉందని గుర్తుంచుకోండి!)

ఎక్స్ఛేంజర్ పంపుల ఆపరేషన్ను సులభంగా గుర్తుంచుకోవడానికి, మేము దానిని అలంకారికంగా ఈ విధంగా ఉంచవచ్చు: "సెల్ పొటాషియంను ప్రేమిస్తుంది!"అందువల్ల, సెల్ పొటాషియంను దాని వైపుకు లాగుతుంది, అది ఇప్పటికే నిండినప్పటికీ. అందువల్ల, ఇది సోడియం కోసం లాభదాయకంగా మారదు, 2 పొటాషియం అయాన్లకు 3 సోడియం అయాన్లను ఇస్తుంది. అందువలన ఇది ఈ మార్పిడిపై ATP శక్తిని ఖర్చు చేస్తుంది. మరియు అతను దానిని ఎలా ఖర్చు చేస్తాడు! న్యూరాన్ యొక్క మొత్తం శక్తి వ్యయంలో 70% వరకు సోడియం-పొటాషియం పంపుల ఆపరేషన్ కోసం ఖర్చు చేయవచ్చు. (అసలు కాకపోయినా ప్రేమ చేసేది అదే!)

మార్గం ద్వారా, సెల్ రెడీమేడ్ విశ్రాంతి సంభావ్యతతో జన్మించలేదని ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. ఆమె ఇంకా సృష్టించాలి. ఉదాహరణకు, మైయోబ్లాస్ట్‌ల భేదం మరియు కలయిక సమయంలో, వాటి పొర సంభావ్యత −10 నుండి −70 mVకి మారుతుంది, అనగా. వారి పొర మరింత ప్రతికూలంగా మారుతుంది - భేదం ప్రక్రియలో ధ్రువణమవుతుంది. మరియు మానవ ఎముక మజ్జ యొక్క మల్టీపోటెంట్ మెసెన్చైమల్ స్ట్రోమల్ కణాలపై చేసిన ప్రయోగాలలో, కృత్రిమ డిపోలరైజేషన్, విశ్రాంతి సంభావ్యతను ఎదుర్కోవడం మరియు సెల్ ప్రతికూలతను తగ్గించడం, కూడా నిరోధించబడిన (అణగారిన) కణ భేదం.

అలంకారికంగా చెప్పాలంటే, మనం దానిని ఈ విధంగా చెప్పవచ్చు: విశ్రాంతి సామర్థ్యాన్ని సృష్టించడం ద్వారా, సెల్ "ప్రేమతో ఛార్జ్ చేయబడుతుంది." ఇది రెండు విషయాల పట్ల ప్రేమ:

1. పొటాషియం పట్ల సెల్ యొక్క ప్రేమ (అందుకే సెల్ బలవంతంగా దానిని తన వైపుకు లాగుతుంది);
2. స్వేచ్ఛ కోసం పొటాషియం యొక్క ప్రేమ (అందువల్ల పొటాషియం దానిని స్వాధీనం చేసుకున్న కణాన్ని వదిలివేస్తుంది).

కణాన్ని పొటాషియంతో సంతృప్తపరిచే విధానాన్ని మేము ఇప్పటికే వివరించాము (ఇది మార్పిడి పంపుల పని), మరియు కణాంతర ప్రతికూలతను సృష్టించే రెండవ దశను వివరించడానికి మేము వెళ్ళినప్పుడు, సెల్ నుండి పొటాషియం విడిచిపెట్టే విధానం క్రింద వివరించబడుతుంది. కాబట్టి, విశ్రాంతి సంభావ్యత ఏర్పడే మొదటి దశలో మెమ్బ్రేన్ అయాన్ ఎక్స్ఛేంజర్ పంపుల చర్య యొక్క ఫలితం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

1. కణంలో సోడియం (Na+) లోపం.
2. కణంలో అదనపు పొటాషియం (K+).
3. పొరపై బలహీనమైన విద్యుత్ సంభావ్యత (−10 mV) కనిపించడం.

మేము ఇలా చెప్పగలం: మొదటి దశలో, మెమ్బ్రేన్ అయాన్ పంపులు అయాన్ సాంద్రతలలో వ్యత్యాసాన్ని సృష్టిస్తాయి లేదా కణాంతర మరియు బాహ్య కణ వాతావరణం మధ్య ఏకాగ్రత ప్రవణత (తేడా).

ప్రతికూలతను సృష్టించే రెండవ దశ: సెల్ నుండి K+ అయాన్ల లీకేజ్

కాబట్టి, దాని పొర సోడియం-పొటాషియం ఎక్స్ఛేంజర్ పంపులు అయాన్లతో పని చేసిన తర్వాత సెల్లో ఏమి ప్రారంభమవుతుంది?

సెల్ లోపల సోడియం లోపం కారణంగా, ఈ అయాన్ కృషి చేస్తుంది లోపలికి పరుగెత్తండి: కరిగిన పదార్థాలు ఎల్లప్పుడూ ద్రావణం యొక్క మొత్తం పరిమాణంలో వాటి ఏకాగ్రతను సమం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తాయి. కానీ సోడియం దీనిని పేలవంగా చేస్తుంది, ఎందుకంటే సోడియం అయాన్ చానెల్స్ సాధారణంగా మూసివేయబడతాయి మరియు కొన్ని పరిస్థితులలో మాత్రమే తెరవబడతాయి: ప్రత్యేక పదార్ధాల (ట్రాన్స్మిటర్లు) ప్రభావంతో లేదా సెల్లో ప్రతికూలత తగ్గినప్పుడు (మెమ్బ్రేన్ డిపోలరైజేషన్).

అదే సమయంలో, బాహ్య వాతావరణంతో పోలిస్తే కణంలో పొటాషియం అయాన్లు అధికంగా ఉంటాయి - ఎందుకంటే మెమ్బ్రేన్ పంపులు దానిని సెల్‌లోకి బలవంతంగా పంప్ చేస్తాయి. మరియు అతను, లోపల మరియు వెలుపల తన ఏకాగ్రతను సమం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాడు, దీనికి విరుద్ధంగా, పంజరం నుండి బయటపడండి. మరియు అతను విజయం సాధిస్తాడు!

పొటాషియం అయాన్లు K + పొర యొక్క వివిధ వైపులా వాటి ఏకాగ్రత యొక్క రసాయన ప్రవణత ప్రభావంతో కణాన్ని వదిలివేస్తుంది (పొర Na + కంటే K +కి చాలా పారగమ్యంగా ఉంటుంది) మరియు వాటితో సానుకూల చార్జీలను తీసుకువెళుతుంది. దీని కారణంగా, సెల్ లోపల ప్రతికూలత పెరుగుతుంది.

సోడియం మరియు పొటాషియం అయాన్లు ఒకదానికొకటి "గమనించలేవు" అని అర్థం చేసుకోవడం కూడా చాలా ముఖ్యం, అవి "తమకు" మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఆ. సోడియం అదే సోడియం గాఢతకు ప్రతిస్పందిస్తుంది, అయితే పొటాషియం చుట్టూ ఎంత ఉందో "శ్రద్ధ వహించదు". దీనికి విరుద్ధంగా, పొటాషియం పొటాషియం సాంద్రతలకు మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తుంది మరియు సోడియంను "విస్మరిస్తుంది". అయాన్ల ప్రవర్తనను అర్థం చేసుకోవడానికి, సోడియం మరియు పొటాషియం అయాన్ల సాంద్రతలను విడిగా పరిగణించడం అవసరం. ఆ. సెల్ లోపల మరియు వెలుపల సోడియం యొక్క గాఢతను విడిగా పోల్చడం అవసరం మరియు విడిగా - సెల్ లోపల మరియు వెలుపల పొటాషియం యొక్క ఏకాగ్రత, కానీ కొన్నిసార్లు పాఠ్యపుస్తకాలలో చేసినట్లుగా, పొటాషియంతో సోడియంను పోల్చడంలో అర్ధమే లేదు.

రసాయన సాంద్రతల సమీకరణ చట్టం ప్రకారం, ఇది ద్రావణాలలో పనిచేస్తుంది, సోడియం బయటి నుండి సెల్‌లోకి ప్రవేశించడానికి "కోరుకుంటుంది"; అది కూడా అక్కడ విద్యుత్ శక్తి ద్వారా డ్రా చేయబడుతుంది (మనకు గుర్తున్నట్లుగా, సైటోప్లాజమ్ ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది). అతను కోరుకుంటున్నాడు, కానీ అతను చేయలేడు, ఎందుకంటే దాని సాధారణ స్థితిలో ఉన్న పొర అతనిని బాగా దాటడానికి అనుమతించదు. పొరలో ఉండే సోడియం అయాన్ చానెల్స్ సాధారణంగా మూసివేయబడతాయి. అయినప్పటికీ, దానిలో కొంత భాగం వచ్చినట్లయితే, సెల్ వెంటనే దాని సోడియం-పొటాషియం ఎక్స్ఛేంజర్ పంపులను ఉపయోగించి బాహ్య పొటాషియం కోసం మార్పిడి చేస్తుంది. సోడియం అయాన్లు రవాణాలో ఉన్నట్లుగా సెల్ గుండా వెళతాయి మరియు దానిలో ఉండవు. అందువల్ల, న్యూరాన్లలో సోడియం ఎల్లప్పుడూ కొరతగా ఉంటుంది.

కానీ పొటాషియం సులభంగా కణాన్ని బయటికి వదిలివేయగలదు! పంజరం అతనితో నిండి ఉంది మరియు ఆమె అతన్ని పట్టుకోలేదు. ఇది పొరలోని ప్రత్యేక మార్గాల ద్వారా నిష్క్రమిస్తుంది - "పొటాషియం లీక్ చానెల్స్", ఇవి సాధారణంగా తెరిచి పొటాషియంను విడుదల చేస్తాయి.

K + -లీక్ ఛానెల్‌లు విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత యొక్క సాధారణ విలువలలో నిరంతరం తెరిచి ఉంటాయి మరియు మెమ్బ్రేన్ పొటెన్షియల్‌లో మార్పుల వద్ద కార్యాచరణ యొక్క పేలుళ్లను ప్రదర్శిస్తాయి, ఇవి చాలా నిమిషాల పాటు కొనసాగుతాయి మరియు అన్ని సంభావ్య విలువలలో గమనించబడతాయి. K+ లీకేజ్ కరెంట్స్‌లో పెరుగుదల పొర యొక్క హైపర్‌పోలరైజేషన్‌కు దారితీస్తుంది, అయితే వాటి అణచివేత డిపోలరైజేషన్‌కు దారితీస్తుంది. ...అయినప్పటికీ, లీకేజ్ ప్రవాహాలకు బాధ్యత వహించే ఛానెల్ మెకానిజం ఉనికి చాలా కాలం పాటు ప్రశ్నార్థకంగానే ఉంది. ప్రత్యేక పొటాషియం చానెళ్ల ద్వారా పొటాషియం లీకేజీ అనేది ఇప్పుడు మాత్రమే స్పష్టమైంది.

జెఫిరోవ్ A.L. మరియు సిటికోవా G.F. ఉత్తేజిత కణం యొక్క అయాన్ చానెల్స్ (నిర్మాణం, పనితీరు, పాథాలజీ).

రసాయనం నుండి విద్యుత్ వరకు

మరియు ఇప్పుడు - మరోసారి చాలా ముఖ్యమైన విషయం. మనం స్పృహతో ఉద్యమానికి దూరంగా ఉండాలి రసాయన కణాలుఉద్యమానికి విద్యుత్ ఛార్జీలు.

పొటాషియం (K+) ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు అందువల్ల, అది సెల్ నుండి బయలుదేరినప్పుడు, అది స్వయంగా మాత్రమే కాకుండా, సానుకూల చార్జ్ని కూడా కలిగి ఉంటుంది. దాని వెనుక, “మైనస్‌లు” - ప్రతికూల ఛార్జీలు - సెల్ లోపల నుండి పొర వరకు విస్తరించండి. కానీ అవి పొర ద్వారా లీక్ కావు - పొటాషియం అయాన్ల వలె కాకుండా - ఎందుకంటే... వాటికి తగిన అయాన్ ఛానెల్‌లు లేవు మరియు పొర వాటిని గుండా వెళ్ళనివ్వదు. మాకు వివరించలేని −60 mV ప్రతికూలత గురించి గుర్తుందా? కణం నుండి పొటాషియం అయాన్ల లీకేజ్ ద్వారా సృష్టించబడిన విశ్రాంతి పొర సంభావ్యతలో ఇది చాలా భాగం! మరియు ఇది విశ్రాంతి సంభావ్యతలో పెద్ద భాగం.

విశ్రాంతి సంభావ్యత యొక్క ఈ భాగానికి ప్రత్యేక పేరు కూడా ఉంది - ఏకాగ్రత సంభావ్యత. ఏకాగ్రత సంభావ్యత - ఇది సెల్ లోపల సానుకూల చార్జీల లోపం వల్ల సృష్టించబడిన విశ్రాంతి సంభావ్యతలో భాగం, దాని నుండి సానుకూల పొటాషియం అయాన్ల లీకేజీ కారణంగా ఏర్పడుతుంది.

సరే, ఇప్పుడు కొంచెం ఫిజిక్స్, కెమిస్ట్రీ మరియు మ్యాథమెటిక్స్ ఖచ్చితత్వ ప్రేమికులకు.

గోల్డ్‌మన్ సమీకరణం ప్రకారం విద్యుత్ శక్తులు రసాయన బలాలకు సంబంధించినవి. దీని ప్రత్యేక సందర్భం సరళమైన నెర్న్‌స్ట్ సమీకరణం, దీని సూత్రం పొర యొక్క వివిధ వైపులా ఒకే రకమైన అయాన్‌ల యొక్క వివిధ సాంద్రతల ఆధారంగా ట్రాన్స్‌మెంబ్రేన్ వ్యాప్తి సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని లెక్కించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. కాబట్టి, సెల్ వెలుపల మరియు లోపల పొటాషియం అయాన్ల సాంద్రతను తెలుసుకోవడం, మనం పొటాషియం సమతౌల్య సామర్థ్యాన్ని లెక్కించవచ్చు. ఇ K:

ఎక్కడ ఇ k - సమతౌల్య సంభావ్యత, ఆర్- గ్యాస్ స్థిరాంకం, టి- సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత, ఎఫ్- ఫెరడే యొక్క స్థిరాంకం, K + ext మరియు K + int - వరుసగా సెల్ వెలుపల మరియు లోపల K + అయాన్ల సాంద్రతలు. సంభావ్యతను లెక్కించడానికి, ఒకే రకమైన అయాన్ల సాంద్రతలు - K + - ఒకదానితో ఒకటి పోల్చబడిందని ఫార్ములా చూపిస్తుంది.

మరింత ఖచ్చితంగా, అనేక రకాల అయాన్ల లీకేజ్ ద్వారా సృష్టించబడిన మొత్తం వ్యాప్తి సంభావ్యత యొక్క తుది విలువ గోల్డ్‌మన్-హాడ్కిన్-కాట్జ్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది. విశ్రాంతి సంభావ్యత మూడు కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుందని ఇది పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది: (1) ప్రతి అయాన్ యొక్క విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క ధ్రువణత; (2) పొర పారగమ్యత ఆర్ప్రతి అయాన్ కోసం; (3) [సంబంధిత అయాన్ల సాంద్రతలు] లోపల (అంతర్గత) మరియు పొర వెలుపల (బాహ్య). స్క్విడ్ ఆక్సాన్ మెమ్బ్రేన్ విశ్రాంతి వద్ద, వాహకత నిష్పత్తి ఆర్ K: PNa :పి Cl = 1: 0.04: 0.45.

ముగింపు

కాబట్టి, విశ్రాంతి సంభావ్యత రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:

1. −10 mV, ఇవి మెమ్బ్రేన్ పంప్-ఎక్స్‌ఛేంజర్ యొక్క "అసమాన" ఆపరేషన్ నుండి పొందబడతాయి (అన్నింటికంటే, ఇది పొటాషియంతో తిరిగి పంప్ చేయడం కంటే సెల్ నుండి ఎక్కువ సానుకూల ఛార్జీలను (Na +) పంపుతుంది).
2. రెండవ భాగం పొటాషియం సెల్ నుండి ఎల్లవేళలా లీక్ అవుతుంది, సానుకూల చార్జీలను తీసుకువెళుతుంది. అతని ప్రధాన సహకారం: −60 mV. మొత్తంగా, ఇది కావలసిన −70 mVని ఇస్తుంది.

ఆసక్తికరంగా, పొటాషియం సెల్ నుండి నిష్క్రమించడం ఆపివేస్తుంది (మరింత ఖచ్చితంగా, దాని ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ సమానంగా ఉంటాయి) సెల్ నెగటివ్ స్థాయి −90 mV వద్ద మాత్రమే. ఈ సందర్భంలో, పొర ద్వారా పొటాషియంను నెట్టివేసే రసాయన మరియు విద్యుత్ శక్తులు సమానంగా ఉంటాయి, కానీ దానిని వ్యతిరేక దిశలలో నిర్దేశిస్తాయి. కానీ సెల్‌లోకి సోడియం నిరంతరం లీక్ అవ్వడం వల్ల ఇది దెబ్బతింటుంది, ఇది సానుకూల చార్జీలను కలిగి ఉంటుంది మరియు పొటాషియం "పోరాడుతుంది" అనే ప్రతికూలతను తగ్గిస్తుంది. మరియు ఫలితంగా, సెల్ −70 mV స్థాయిలో సమతౌల్య స్థితిని నిర్వహిస్తుంది.

ఇప్పుడు విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత చివరకు ఏర్పడింది.

Na + /K + -ATPase యొక్క ఆపరేషన్ పథకం K + కోసం Na + యొక్క "అసమాన" మార్పిడిని స్పష్టంగా వివరిస్తుంది: ఎంజైమ్ యొక్క ప్రతి చక్రంలో అదనపు "ప్లస్" ను పంపింగ్ చేయడం పొర యొక్క అంతర్గత ఉపరితలంపై ప్రతికూల ఛార్జింగ్‌కు దారితీస్తుంది. ఈ వీడియో చెప్పనిదేమిటంటే, ATPase 20% కంటే తక్కువ విశ్రాంతి సంభావ్యత (−10 mV)కి బాధ్యత వహిస్తుంది: మిగిలిన "ప్రతికూలత" (−60 mV) "పొటాషియం లీక్ ఛానెల్‌ల ద్వారా సెల్‌ను విడిచిపెట్టిన K అయాన్ల నుండి వస్తుంది. " +, సెల్ లోపల మరియు వెలుపల వారి ఏకాగ్రతను సమం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తుంది.

సాహిత్యం

1. జాక్వెలిన్ ఫిషర్-లౌహీడ్, జియాన్-హుయ్ లియు, ఎస్టేల్ ఎస్పినోస్, డేవిడ్ మొర్దాసిని, చార్లెస్ ఆర్. బాడర్, మరియు. అల్.. (2001). హ్యూమన్ మైయోబ్లాస్ట్ ఫ్యూజన్‌కి ఫంక్షనల్ ఇన్‌వర్డ్ రెక్టిఫైయర్ Kir2.1 ఛానెల్‌ల వ్యక్తీకరణ అవసరం. J సెల్ బయోల్. 153 , 677-686;
2. లియు J.H., Bijlenga P., ఫిషర్-లౌహీడ్ J. మరియు ఇతరులు. (1998) మానవ మైయోబ్లాస్ట్ ఫ్యూజన్‌లో ఇన్‌వర్డ్ రెక్టిఫైయర్ K+ కరెంట్ మరియు హైపర్‌పోలరైజేషన్ పాత్ర. J. ఫిజియోల్. 510 , 467–476;
3. సారా సుండేలక్రజ్, మైఖేల్ లెవిన్, డేవిడ్ ఎల్. కప్లాన్. (2008) మెంబ్రేన్ పొటెన్షియల్ మెసెన్చైమల్ స్టెమ్ సెల్స్ యొక్క అడిపోజెనిక్ మరియు ఆస్టియోజెనిక్ డిఫరెన్షియేషన్‌ను నియంత్రిస్తుంది. PLoS వన్. 3 , e3737;
4. పావ్లోవ్స్కాయ M.V. మరియు మామికిన్ A.I. ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్స్. విద్యుత్ క్షేత్రంలో విద్యుద్వాహకాలు మరియు కండక్టర్లు. భౌతికశాస్త్రం యొక్క సాధారణ కోర్సు కోసం డైరెక్ట్ కరెంట్ / ఎలక్ట్రానిక్ మాన్యువల్. SPb: సెయింట్ పీటర్స్‌బర్గ్ స్టేట్ ఎలక్ట్రోటెక్నికల్ యూనివర్సిటీ;
5. నోజ్డ్రాచెవ్ A.D., బజెనోవ్ యు.ఐ., బరానికోవా I.A., బటువ్ A.S. మరియు ఇతరులు ఫిజియాలజీ ప్రారంభం: విశ్వవిద్యాలయాలకు పాఠ్య పుస్తకం / ఎడ్. acad. నరకం. నోజ్డ్రాచెవా. సెయింట్ పీటర్స్‌బర్గ్: లాన్, 2001. - 1088 pp.;
6. మకరోవ్ A.M. మరియు లునెవా L.A. సాంకేతిక విశ్వవిద్యాలయంలో విద్యుదయస్కాంతత్వం / భౌతికశాస్త్రం యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు. T. 3;
7. జెఫిరోవ్ A.L. మరియు సిటికోవా G.F. ఉత్తేజిత కణం యొక్క అయాన్ చానెల్స్ (నిర్మాణం, పనితీరు, పాథాలజీ). కజాన్: ఆర్ట్ కేఫ్, 2010. - 271 p.;
8. రోడినా T.G. ఆహార ఉత్పత్తుల ఇంద్రియ విశ్లేషణ. విశ్వవిద్యాలయ విద్యార్థులకు పాఠ్య పుస్తకం. M.: అకాడమీ, 2004. - 208 pp.;
9. కోల్మన్, J. మరియు రెహ్మ్, K.-G. విజువల్ బయోకెమిస్ట్రీ. M.: మీర్, 2004. - 469 pp.;
10. షుల్గోవ్స్కీ V.V. ఫండమెంటల్స్ ఆఫ్ న్యూరోఫిజియాలజీ: యూనివర్శిటీ విద్యార్థులకు పాఠ్య పుస్తకం. M.: ఆస్పెక్ట్ ప్రెస్, 2000. - 277 pp..

మెంబ్రేన్ సంభావ్యత

విశ్రాంతి సమయంలో, కణ త్వచం యొక్క బయటి మరియు లోపలి ఉపరితలాల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉంది, దీనిని మెమ్బ్రేన్ పొటెన్షియల్ (MP) అని పిలుస్తారు లేదా, అది ఉత్తేజిత కణజాలం యొక్క కణం అయితే, విశ్రాంతి సంభావ్యత. పొర యొక్క లోపలి భాగం బయటి దానికి సంబంధించి ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడినందున, బాహ్య పరిష్కారం యొక్క సంభావ్యతను సున్నాగా తీసుకుంటే, MP మైనస్ గుర్తుతో వ్రాయబడుతుంది. వివిధ కణాలలో దీని విలువ మైనస్ 30 నుండి మైనస్ 100 mV వరకు ఉంటుంది.

మెమ్బ్రేన్ సంభావ్యత యొక్క ఆవిర్భావం మరియు నిర్వహణ యొక్క మొదటి సిద్ధాంతాన్ని యు బెర్న్‌స్టెయిన్ (1902) అభివృద్ధి చేశారు. కణ త్వచం పొటాషియం అయాన్లకు అధిక పారగమ్యత మరియు ఇతర అయాన్లకు తక్కువ పారగమ్యతను కలిగి ఉంటుంది అనే వాస్తవం ఆధారంగా, అతను మెమ్బ్రేన్ సంభావ్యత యొక్క విలువను నెర్న్స్ట్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి నిర్ణయించవచ్చని చూపించాడు.

1949-1952లో A. హోడ్కిన్, E. హక్స్లీ, B. కాట్జ్ ఆధునిక మెమ్బ్రేన్-అయాన్ సిద్ధాంతాన్ని సృష్టించారు, దీని ప్రకారం పొర సంభావ్యత పొటాషియం అయాన్ల సాంద్రత ద్వారా మాత్రమే కాకుండా, సోడియం మరియు క్లోరిన్ ద్వారా అలాగే అసమాన పారగమ్యత ద్వారా కూడా నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ అయాన్లకు కణ త్వచం. నరాల మరియు కండరాల కణాల సైటోప్లాజంలో 30-50 రెట్లు ఎక్కువ పొటాషియం అయాన్లు, 8-10 రెట్లు తక్కువ సోడియం అయాన్లు మరియు 50 రెట్లు తక్కువ క్లోరిన్ అయాన్లు ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ ద్రవం కంటే ఉంటాయి. అయాన్లకు పొర యొక్క పారగమ్యత అయాన్ చానెల్స్, లిపిడ్ పొరలోకి చొచ్చుకుపోయే ప్రోటీన్ స్థూల కణాల కారణంగా ఉంటుంది. కొన్ని ఛానెల్‌లు నిరంతరం తెరిచి ఉంటాయి, మరికొన్ని (వోల్టేజ్-ఆధారిత) అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పులకు ప్రతిస్పందనగా తెరిచి మూసివేయబడతాయి. వోల్టేజ్-గేటెడ్ ఛానెల్‌లు సోడియం, పొటాషియం, కాల్షియం మరియు క్లోరైడ్ ఛానెల్‌లుగా విభజించబడ్డాయి. శారీరక విశ్రాంతి స్థితిలో, నాడీ కణాల పొర సోడియం అయాన్ల కంటే పొటాషియం అయాన్లకు 25 రెట్లు ఎక్కువ పారగమ్యంగా ఉంటుంది.

అందువల్ల, నవీకరించబడిన పొర సిద్ధాంతం ప్రకారం, పొర యొక్క రెండు వైపులా అయాన్ల అసమాన పంపిణీ మరియు పొర సంభావ్యత యొక్క అనుబంధ సృష్టి మరియు నిర్వహణ వివిధ అయాన్ల కోసం పొర యొక్క ఎంపిక పారగమ్యత మరియు రెండు వైపులా వాటి ఏకాగ్రత రెండింటి కారణంగా ఉంటుంది. పొర, మరియు మరింత ఖచ్చితంగా, మెమ్బ్రేన్ సంభావ్యత యొక్క విలువను సూత్రం ప్రకారం లెక్కించవచ్చు.

విశ్రాంతి సమయంలో మెమ్బ్రేన్ పోలరైజేషన్ ఓపెన్ పొటాషియం చానెల్స్ మరియు పొటాషియం సాంద్రతల ట్రాన్స్‌మెంబ్రేన్ గ్రేడియంట్ ద్వారా వివరించబడుతుంది, ఇది సెల్ చుట్టూ ఉన్న వాతావరణంలోకి కణాంతర పొటాషియం యొక్క భాగాన్ని విడుదల చేయడానికి దారితీస్తుంది, అనగా, బయటి వైపు సానుకూల చార్జ్ కనిపించడం. పొర యొక్క ఉపరితలం. సేంద్రీయ అయాన్లు, కణ త్వచం అభేద్యంగా ఉండే పెద్ద పరమాణు సమ్మేళనాలు, పొర యొక్క అంతర్గత ఉపరితలంపై ప్రతికూల చార్జ్‌ను సృష్టిస్తాయి. అందువల్ల, పొర యొక్క రెండు వైపులా పొటాషియం సాంద్రతలలో ఎక్కువ వ్యత్యాసం, అది బయటకు వస్తుంది మరియు MP విలువలు ఎక్కువ. పొటాషియం మరియు సోడియం అయాన్‌లు పొర గుండా వాటి ఏకాగ్రత ప్రవణతతో పాటు వెళ్లడం చివరికి సెల్ లోపల మరియు దాని వాతావరణంలో ఈ అయాన్‌ల సాంద్రతను సమం చేయడానికి దారి తీస్తుంది. కానీ జీవ కణాలలో ఇది జరగదు, ఎందుకంటే కణ త్వచం సోడియం-పొటాషియం పంపులను కలిగి ఉంటుంది, ఇది సెల్ నుండి సోడియం అయాన్ల తొలగింపును నిర్ధారిస్తుంది మరియు దానిలో పొటాషియం అయాన్లను ప్రవేశపెట్టడం, శక్తి వ్యయంతో పని చేస్తుంది. వారు MP యొక్క సృష్టిలో ప్రత్యక్షంగా పాల్గొంటారు, ఎందుకంటే ప్రతి యూనిట్ సమయానికి పొటాషియం కంటే ఎక్కువ సోడియం అయాన్లు సెల్ నుండి తొలగించబడతాయి (3:2 నిష్పత్తిలో), ఇది సెల్ నుండి సానుకూల అయాన్ల స్థిర ప్రవాహాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. సోడియం విసర్జన జీవక్రియ శక్తి లభ్యతపై ఆధారపడి ఉంటుంది అనే వాస్తవం జీవక్రియ ప్రక్రియలను నిరోధించే డైనిట్రోఫెనాల్ ప్రభావంతో సోడియం ఉత్పత్తి సుమారు 100 రెట్లు తగ్గుతుంది. అందువలన, మెమ్బ్రేన్ సంభావ్యత యొక్క ఆవిర్భావం మరియు నిర్వహణ కణ త్వచం యొక్క ఎంపిక పారగమ్యత మరియు సోడియం-పొటాషియం పంప్ యొక్క ఆపరేషన్ కారణంగా ఉంటుంది.

విశ్రాంతి సామర్థ్యం అంటే ఏమిటో మనం ఎందుకు తెలుసుకోవాలి?

"జంతు విద్యుత్" అంటే ఏమిటి? శరీరంలో "బయోకరెంట్స్" ఎక్కడ నుండి వస్తాయి? జల వాతావరణంలో జీవకణం "ఎలక్ట్రిక్ బ్యాటరీ"గా ఎలా మారుతుంది?

పునర్విభజన కారణంగా సెల్ ఎలా ఉందో తెలుసుకుంటే మనం ఈ ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వగలంవిద్యుత్ ఛార్జీలు తనకోసం సృష్టిస్తాడు విద్యుత్ సంభావ్యత పొర మీద.

నాడీ వ్యవస్థ ఎలా పని చేస్తుంది? ఇదంతా ఎక్కడ ప్రారంభమవుతుంది? నరాల ప్రేరణలకు విద్యుత్ ఎక్కడ నుండి వస్తుంది?

ఒక నరాల కణం దాని పొరపై విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఎలా సృష్టిస్తుందో తెలుసుకుంటే మనం కూడా ఈ ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వగలము.

కాబట్టి, నాడీ వ్యవస్థ ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం అనేది ఒక వ్యక్తి నాడీ కణం, ఒక న్యూరాన్ ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడంతో ప్రారంభమవుతుంది.

మరియు నరాల ప్రేరణలతో న్యూరాన్ యొక్క పనికి ఆధారం పునఃపంపిణీవిద్యుత్ ఛార్జీలుదాని పొరపై మరియు విద్యుత్ పొటెన్షియల్స్ పరిమాణంలో మార్పు. కానీ సంభావ్యతను మార్చడానికి, మీరు మొదట దానిని కలిగి ఉండాలి. అందువల్ల, ఒక న్యూరాన్, దాని నాడీ పనికి సిద్ధమై, విద్యుత్తును సృష్టిస్తుందని మేము చెప్పగలం సంభావ్య, అటువంటి పనికి అవకాశంగా.

అందువల్ల, నాడీ వ్యవస్థ యొక్క పనిని అధ్యయనం చేయడానికి మన మొదటి అడుగు ఏమిటంటే, నాడీ కణాలపై విద్యుత్ ఛార్జీలు ఎలా కదులుతాయో అర్థం చేసుకోవడం మరియు దీని కారణంగా, పొరపై విద్యుత్ సంభావ్యత ఎలా కనిపిస్తుంది. దీన్నే మనం చేస్తాం మరియు న్యూరాన్‌లలో ఎలక్ట్రికల్ పొటెన్షియల్ కనిపించే ప్రక్రియను మేము పిలుస్తాము - విశ్రాంతి సంభావ్య నిర్మాణం.

నిర్వచనం

సాధారణంగా, ఒక సెల్ పని చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నప్పుడు, అది ఇప్పటికే పొర యొక్క ఉపరితలంపై విద్యుత్ ఛార్జ్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది అంటారు విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత .

కణం శారీరక విశ్రాంతి స్థితిలో ఉన్నప్పుడు పొర యొక్క లోపలి మరియు బయటి వైపుల మధ్య విద్యుత్ సంభావ్యతలో తేడాను విశ్రాంతి సంభావ్యత అంటారు. దీని సగటు విలువ -70 ​​mV (మిల్లీవోల్ట్లు).

"సంభావ్యత" అనేది ఒక అవకాశం, ఇది "శక్తి" భావనతో సమానంగా ఉంటుంది. పొర యొక్క విద్యుత్ సంభావ్యత అనేది విద్యుత్ ఛార్జీలను సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా తరలించగల సామర్థ్యం. ఛార్జీలు చార్జ్ చేయబడిన రసాయన కణాల ద్వారా ఆడబడతాయి - సోడియం మరియు పొటాషియం అయాన్లు, అలాగే కాల్షియం మరియు క్లోరిన్. వీటిలో, క్లోరిన్ అయాన్లు మాత్రమే ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడతాయి (-), మరియు మిగిలినవి ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడతాయి (+).

అందువలన, ఒక విద్యుత్ సంభావ్యత కలిగి, పొర పైన చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లను కణంలోకి లేదా వెలుపలికి తరలించగలదు.

నాడీ వ్యవస్థలో, విద్యుత్ ఛార్జీలు మెటల్ వైర్లలో వలె ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా కాకుండా, అయాన్ల ద్వారా సృష్టించబడతాయని అర్థం చేసుకోవడం ముఖ్యం - విద్యుత్ ఛార్జ్ కలిగిన రసాయన కణాలు. శరీరం మరియు దాని కణాలలో విద్యుత్ ప్రవాహం వైర్లలో వలె ఎలక్ట్రాన్లు కాదు, అయాన్ల ప్రవాహం. మెమ్బ్రేన్ ఛార్జ్ కొలవబడుతుందని కూడా గమనించండి లోపలనుండికణాలు, బయట కాదు.

చాలా ప్రాచీనమైన రీతిలో చెప్పాలంటే, సెల్ వెలుపల "ప్లస్‌లు" ప్రబలంగా ఉంటాయని తేలింది, అనగా. ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు, మరియు లోపల "మైనస్" సంకేతాలు ఉన్నాయి, అనగా. ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు. లోపల పంజరం ఉందని మీరు అనవచ్చు ఎలెక్ట్రోనెగటివ్ . మరియు ఇది ఎలా జరిగిందో ఇప్పుడు మనం వివరించాలి. అయినప్పటికీ, మన కణాలన్నీ ప్రతికూల “అక్షరాలు” అని తెలుసుకోవడం అసహ్యకరమైనది. ((

సారాంశం

విశ్రాంతి సంభావ్యత యొక్క సారాంశం పొర యొక్క లోపలి భాగంలో అయాన్ల రూపంలో ప్రతికూల విద్యుత్ ఛార్జీల ప్రాబల్యం మరియు కాటయాన్స్ రూపంలో సానుకూల విద్యుత్ ఛార్జీలు లేకపోవడం, ఇది దాని బయటి వైపు కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది మరియు లోపలి.

సెల్ లోపల "ప్రతికూలత" ఉంది మరియు వెలుపల "సానుకూలత" ఉంది.

ఈ స్థితి మూడు దృగ్విషయాల ద్వారా సాధించబడుతుంది: (1) పొర యొక్క ప్రవర్తన, (2) సానుకూల పొటాషియం మరియు సోడియం అయాన్ల ప్రవర్తన మరియు (3) రసాయన మరియు విద్యుత్ శక్తుల సంబంధం.

1. మెమ్బ్రేన్ ప్రవర్తన

విశ్రాంతి సంభావ్యత కోసం పొర యొక్క ప్రవర్తనలో మూడు ప్రక్రియలు ముఖ్యమైనవి:

1) మార్పిడి అంతర్గత సోడియం అయాన్లు నుండి బాహ్య పొటాషియం అయాన్లు. ఎక్స్ఛేంజ్ ప్రత్యేక మెమ్బ్రేన్ రవాణా నిర్మాణాల ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది: అయాన్ ఎక్స్ఛేంజర్ పంపులు. ఈ విధంగా, పొర పొటాషియంతో కణాన్ని అతిగా నింపుతుంది, కానీ సోడియంతో దానిని తగ్గిస్తుంది.

2) పొటాషియం తెరవండి అయాన్ చానెల్స్. వాటి ద్వారా, పొటాషియం కణంలోకి ప్రవేశించవచ్చు మరియు వదిలివేయవచ్చు. ఇది ఎక్కువగా బయటకు వస్తుంది.

3) క్లోజ్డ్ సోడియం అయాన్ చానెల్స్. దీని కారణంగా, ఎక్స్ఛేంజ్ పంపుల ద్వారా సెల్ నుండి తొలగించబడిన సోడియం తిరిగి దానికి తిరిగి వెళ్ళదు. సోడియం ఛానెల్‌లు ప్రత్యేక పరిస్థితులలో మాత్రమే తెరవబడతాయి - ఆపై విశ్రాంతి సంభావ్యత దెబ్బతింటుంది మరియు సున్నా వైపు మళ్లుతుంది (దీనిని అంటారు డిపోలరైజేషన్పొరలు, అనగా. ధ్రువణత తగ్గుతోంది).

2. పొటాషియం మరియు సోడియం అయాన్ల ప్రవర్తన

పొటాషియం మరియు సోడియం అయాన్లు పొర ద్వారా విభిన్నంగా కదులుతాయి:

1) అయాన్ మార్పిడి పంపుల ద్వారా, సెల్ నుండి సోడియం బలవంతంగా తొలగించబడుతుంది మరియు పొటాషియం సెల్‌లోకి లాగబడుతుంది.

2) నిరంతరం తెరిచిన పొటాషియం చానెల్స్ ద్వారా, పొటాషియం కణాన్ని వదిలివేస్తుంది, కానీ వాటి ద్వారా తిరిగి దానిలోకి తిరిగి రావచ్చు.

3) సోడియం సెల్‌లోకి ప్రవేశించాలని "కోరుకుంటుంది", కానీ "కాదు", ఎందుకంటే అతనికి ఛానెల్‌లు మూసివేయబడ్డాయి.

3. రసాయన మరియు విద్యుత్ శక్తి మధ్య సంబంధం

పొటాషియం అయాన్లకు సంబంధించి, రసాయన మరియు విద్యుత్ శక్తుల మధ్య సమతౌల్యం - 70 mV స్థాయిలో ఏర్పడుతుంది.

1) రసాయన శక్తి కణం నుండి పొటాషియంను బయటకు నెట్టివేస్తుంది, కానీ సోడియంను దానిలోకి లాగుతుంది.

2) విద్యుత్ శక్తి కణంలోకి ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లను (సోడియం మరియు పొటాషియం రెండూ) డ్రా చేస్తుంది.

విశ్రాంతి సంభావ్యత ఏర్పడటం

నరాల కణాలలో-న్యూరాన్లలో-విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత ఎక్కడ నుండి వస్తుందో నేను మీకు క్లుప్తంగా చెప్పడానికి ప్రయత్నిస్తాను. అన్నింటికంటే, ఇప్పుడు అందరికీ తెలిసినట్లుగా, మన కణాలు బయట మాత్రమే సానుకూలంగా ఉంటాయి, కానీ లోపల అవి చాలా ప్రతికూలంగా ఉంటాయి మరియు వాటిలో ప్రతికూల కణాలు అధికంగా ఉన్నాయి - అయాన్లు మరియు సానుకూల కణాల లేకపోవడం - కాటయాన్స్.

మరియు ఇక్కడ తార్కిక ఉచ్చులలో ఒకటి పరిశోధకుడు మరియు విద్యార్థి కోసం వేచి ఉంది: అదనపు ప్రతికూల కణాలు (అయాన్లు) కనిపించడం వల్ల సెల్ యొక్క అంతర్గత ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ తలెత్తదు, కానీ, దీనికి విరుద్ధంగా, నిర్దిష్ట సంఖ్యలో సానుకూలతను కోల్పోవడం వల్ల కణాలు (కాటయాన్స్).

అందువల్ల, కణంలోని ప్రతికూల కణాలు ఎక్కడ నుండి వచ్చాయో మేము వివరిస్తాము అనే వాస్తవంలో మా కథ యొక్క సారాంశం ఉండదు, అయితే ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్ల లోపం - కాటయాన్స్ - న్యూరాన్లలో ఎలా సంభవిస్తుందో వివరిస్తాము.

ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు సెల్ నుండి ఎక్కడికి వెళ్తాయి? ఇవి సోడియం అయాన్లు - Na + మరియు పొటాషియం - K + అని నేను మీకు గుర్తు చేస్తాను.

సోడియం-పొటాషియం పంపు

మరియు మొత్తం పాయింట్ ఒక నరాల కణం యొక్క పొర లో వారు నిరంతరం పని అని వినిమాయకం పంపులు , పొరలో పొందుపరిచిన ప్రత్యేక ప్రోటీన్ల ద్వారా ఏర్పడుతుంది. వారు ఏమి చేస్తున్నారు? వారు సెల్ యొక్క "సొంత" సోడియంను బాహ్య "విదేశీ" పొటాషియం కోసం మార్పిడి చేస్తారు. దీని కారణంగా, సెల్ సోడియం లేకపోవడంతో ముగుస్తుంది, ఇది జీవక్రియ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. మరియు అదే సమయంలో, సెల్ పొటాషియం అయాన్లతో నిండి ఉంది, ఈ పరమాణు పంపులు దానిలోకి తీసుకువచ్చాయి.

గుర్తుంచుకోవడాన్ని సులభతరం చేయడానికి, మేము అలంకారికంగా ఇలా చెప్పవచ్చు: " సెల్ పొటాషియంను ప్రేమిస్తుంది!"(ఇక్కడ నిజమైన ప్రేమ గురించి మాట్లాడలేనప్పటికీ!) అందుకే పొటాషియం ఇప్పటికే పుష్కలంగా ఉన్నప్పటికీ, ఆమె దానిని తనలోకి లాగుతుంది. అందువల్ల, ఆమె దానిని లాభదాయకంగా సోడియం కోసం మార్పిడి చేస్తుంది, 2 పొటాషియం అయాన్లకు 3 సోడియం అయాన్లను ఇస్తుంది. కాబట్టి అది ఈ మార్పిడికి ATP శక్తిని ఖర్చు చేస్తుంది.

మార్గం ద్వారా, ఒక సెల్ రెడీమేడ్ విశ్రాంతి సంభావ్యతతో జన్మించలేదని ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, మైయోబ్లాస్ట్‌ల భేదం మరియు కలయిక సమయంలో, వాటి పొర సంభావ్యత -10 నుండి -70 mV వరకు మారుతుంది, అనగా. వాటి పొర మరింత ఎలక్ట్రోనెగటివ్‌గా మారుతుంది మరియు భేదం సమయంలో ధ్రువణమవుతుంది. మరియు ప్రయోగాలలో మానవ ఎముక మజ్జ నుండి మల్టీపోటెంట్ మెసెన్చైమల్ స్ట్రోమల్ సెల్స్ (MMSC).కృత్రిమ డిపోలరైజేషన్ భేదాన్ని నిరోధించింది కణాలు (Fischer-Lougheed J., Liu J.H., Espinos E. et al. హ్యూమన్ మైయోబ్లాస్ట్ ఫ్యూజన్‌కు ఫంక్షనల్ ఇన్‌వర్డ్ రెక్టిఫైయర్ Kir2.1 ఛానెల్‌ల వ్యక్తీకరణ అవసరం. జర్నల్ ఆఫ్ సెల్ బయాలజీ 2001; 153: 677-85; లియు J.H., Bijlenga P. ఫిషర్-లౌహీడ్ J. మరియు ఇతరులు. మెసెన్చైమల్ స్టెమ్ సెల్స్ డిఫరెన్సియేషన్ ప్లోస్ వన్ 2008;

అలంకారికంగా చెప్పాలంటే, మనం దానిని ఈ విధంగా ఉంచవచ్చు:

విశ్రాంతి సామర్థ్యాన్ని సృష్టించడం ద్వారా, సెల్ "ప్రేమతో ఛార్జ్ చేయబడుతుంది."

ఇది రెండు విషయాల పట్ల ప్రేమ:

1) పొటాషియం పట్ల సెల్ యొక్క ప్రేమ,

2) స్వేచ్ఛ కోసం పొటాషియం యొక్క ప్రేమ.

విచిత్రమేమిటంటే, ఈ రెండు రకాల ప్రేమల ఫలితం శూన్యం!

ఈ శూన్యత సెల్‌లో ప్రతికూల విద్యుత్ చార్జ్‌ను సృష్టిస్తుంది - విశ్రాంతి సంభావ్యత. మరింత ఖచ్చితంగా, ప్రతికూల సంభావ్యత సృష్టించబడుతుందిసెల్ నుండి తప్పించుకున్న పొటాషియం ద్వారా ఖాళీ ఖాళీలు.

కాబట్టి, మెమ్బ్రేన్ అయాన్ ఎక్స్ఛేంజర్ పంపుల చర్య యొక్క ఫలితం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

సోడియం-పొటాషియం అయాన్ ఎక్స్ఛేంజర్ పంపు మూడు పొటెన్షియల్స్ (అవకాశాలు) సృష్టిస్తుంది:

1. ఎలెక్ట్రిక్ పొటెన్షియల్ - ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలను (అయాన్లు) సెల్‌లోకి లాగగల సామర్థ్యం.

2. సోడియం అయాన్ పొటెన్షియల్ - సెల్‌లోకి సోడియం అయాన్‌లను గీయగల సామర్థ్యం (మరియు సోడియం అయాన్‌లు, మరియు ఇతరులు కాదు).

3. అయానిక్ పొటాషియం పొటెన్షియల్ - పొటాషియం అయాన్లను కణం నుండి బయటకు నెట్టడం సాధ్యమవుతుంది (మరియు పొటాషియం అయాన్లు, మరియు ఇతరాలు కాదు).

1. కణంలో సోడియం (Na +) లోపం.

2. సెల్‌లో అధిక పొటాషియం (K+).

మేము ఇలా చెప్పగలం: మెమ్బ్రేన్ అయాన్ పంపులు సృష్టిస్తాయి ఏకాగ్రత వ్యత్యాసంఅయాన్లు, లేదా ప్రవణత (తేడా)ఏకాగ్రత, కణాంతర మరియు బాహ్య కణ వాతావరణం మధ్య.

ఫలితంగా సోడియం లోపం కారణంగా అదే సోడియం ఇప్పుడు బయటి నుండి కణంలోకి "ప్రవేశిస్తుంది". పదార్థాలు ఎల్లప్పుడూ ఈ విధంగా ప్రవర్తిస్తాయి: అవి ద్రావణం యొక్క మొత్తం పరిమాణంలో వాటి ఏకాగ్రతను సమం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తాయి.

మరియు అదే సమయంలో, సెల్ బాహ్య వాతావరణంతో పోలిస్తే పొటాషియం అయాన్లను అధికంగా కలిగి ఉంటుంది. ఎందుకంటే మెమ్బ్రేన్ పంపులు దానిని సెల్‌లోకి పంపుతాయి. మరియు అతను లోపల మరియు వెలుపల తన ఏకాగ్రతను సమం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తాడు మరియు అందువల్ల కణాన్ని విడిచిపెట్టడానికి ప్రయత్నిస్తాడు.

ఇక్కడ సోడియం మరియు పొటాషియం అయాన్లు ఒకదానికొకటి "గమనిచినట్లు" కనిపించడం లేదని అర్థం చేసుకోవడం కూడా ముఖ్యం, అవి "తమకు" మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఆ. సోడియం అదే సోడియం గాఢతకు ప్రతిస్పందిస్తుంది, అయితే పొటాషియం చుట్టూ ఎంత ఉందో "శ్రద్ధ వహించదు". దీనికి విరుద్ధంగా, పొటాషియం పొటాషియం సాంద్రతలకు మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తుంది మరియు సోడియంను "విస్మరిస్తుంది". కణంలోని అయాన్ల ప్రవర్తనను అర్థం చేసుకోవడానికి, సోడియం మరియు పొటాషియం అయాన్ల సాంద్రతలను విడిగా పోల్చడం అవసరం. ఆ. సెల్ లోపల మరియు వెలుపల సోడియం యొక్క గాఢతను విడిగా పోల్చడం అవసరం మరియు విడిగా - సెల్ లోపల మరియు వెలుపల పొటాషియం యొక్క గాఢత, కానీ పాఠ్యపుస్తకాల్లో తరచుగా చేసినట్లుగా, పొటాషియంతో సోడియంను పోల్చడంలో అర్ధమే లేదు.

ద్రావణాలలో పనిచేసే ఏకాగ్రత యొక్క సమీకరణ చట్టం ప్రకారం, సోడియం బయటి నుండి సెల్‌లోకి ప్రవేశించాలని "కోరుకుంటుంది". కానీ అది సాధ్యం కాదు, ఎందుకంటే దాని సాధారణ స్థితిలో ఉన్న పొర దానిని బాగా దాటడానికి అనుమతించదు. ఇది కొద్దిగా వస్తుంది మరియు సెల్ మళ్లీ వెంటనే బాహ్య పొటాషియం కోసం మార్పిడి చేస్తుంది. అందువల్ల, న్యూరాన్లలో సోడియం ఎల్లప్పుడూ కొరతగా ఉంటుంది.

కానీ పొటాషియం సులభంగా కణాన్ని బయటికి వదిలివేయగలదు! పంజరం అతనితో నిండి ఉంది మరియు ఆమె అతన్ని పట్టుకోలేదు. కాబట్టి ఇది పొరలో (అయాన్ చానెల్స్) ప్రత్యేక ప్రోటీన్ రంధ్రాల ద్వారా బయటకు వస్తుంది.

విశ్లేషణ

రసాయనం నుండి విద్యుత్ వరకు

మరియు ఇప్పుడు - ముఖ్యంగా, వ్యక్తీకరించబడిన ఆలోచనను అనుసరించండి! మనం రసాయన కణాల కదలిక నుండి విద్యుత్ చార్జీల కదలికకు మారాలి.

పొటాషియం ధనాత్మక చార్జ్‌తో ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు అందువల్ల, అది కణాన్ని విడిచిపెట్టినప్పుడు, అది స్వయంగా మాత్రమే కాకుండా, "ప్లసెస్" (పాజిటివ్ ఛార్జీలు) కూడా తీసుకుంటుంది. వాటి స్థానంలో, "మైనస్‌లు" (ప్రతికూల ఛార్జీలు) సెల్‌లో ఉంటాయి. ఇది విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత!

విశ్రాంతి పొర పొటెన్షియల్ అనేది సెల్ లోపల సానుకూల చార్జీల లోపం, ఇది సెల్ నుండి సానుకూల పొటాషియం అయాన్ల లీకేజీ కారణంగా ఏర్పడుతుంది.

ముగింపు

అన్నం. విశ్రాంతి సంభావ్యత (RP) నిర్మాణం యొక్క పథకం. డ్రాయింగ్‌ను రూపొందించడంలో సహాయం చేసినందుకు రచయిత ఎకటెరినా యూరివ్నా పోపోవాకు ధన్యవాదాలు తెలిపారు.

విశ్రాంతి సంభావ్యత యొక్క భాగాలు

విశ్రాంతి సంభావ్యత సెల్ వైపు నుండి ప్రతికూలంగా ఉంటుంది మరియు రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది.

1. మొదటి భాగం సుమారుగా -10 మిల్లీవోల్ట్‌లు, ఇవి మెమ్బ్రేన్ పంప్-ఎక్స్ఛేంజర్ యొక్క అసమాన ఆపరేషన్ నుండి పొందబడతాయి (అన్నింటికంటే, ఇది పొటాషియంతో తిరిగి పంపే దానికంటే సోడియంతో ఎక్కువ "ప్లస్"లను పంపుతుంది).

2. రెండవ భాగం సెల్ నుండి పొటాషియం ఎల్లవేళలా లీక్ అవుతుంది, సెల్ నుండి సానుకూల చార్జీలను లాగడం. ఇది మెమ్బ్రేన్ పొటెన్షియల్‌ను చాలా వరకు అందిస్తుంది, దానిని -70 మిల్లీవోల్ట్‌లకు తగ్గిస్తుంది.

-90 మిల్లీవోల్ట్‌ల సెల్ ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ స్థాయిలో మాత్రమే పొటాషియం సెల్‌ను వదిలివేయడం ఆగిపోతుంది (మరింత ఖచ్చితంగా, దాని ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ సమానంగా ఉంటాయి). కానీ సెల్‌లోకి సోడియం నిరంతరం లీక్ అవ్వడం వల్ల ఇది దెబ్బతింటుంది, ఇది దానితో పాటు దాని సానుకూల చార్జీలను కలిగి ఉంటుంది. మరియు సెల్ -70 మిల్లీవోల్ట్ల స్థాయిలో సమతౌల్య స్థితిని నిర్వహిస్తుంది.

విశ్రాంతి సామర్థ్యాన్ని సృష్టించడానికి శక్తి అవసరమని దయచేసి గమనించండి. ఈ ఖర్చులు అయాన్ పంపుల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, ఇవి "వారి" అంతర్గత సోడియం (Na + అయాన్లు) "విదేశీ" బాహ్య పొటాషియం (K +) కోసం మార్పిడి చేస్తాయి. అయాన్ పంపులు ATPase ఎంజైమ్‌లు అని గుర్తుంచుకోండి మరియు ATPని విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది, దాని నుండి వివిధ రకాలైన అయాన్ల మార్పిడి కోసం శక్తిని పొందుతుంది, 2 పొటెన్షియల్‌లు పొరతో ఒకేసారి పనిచేస్తాయని అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం: రసాయన (అయాన్ల ఏకాగ్రత ప్రవణత) మరియు ఎలక్ట్రికల్ (పొర యొక్క వ్యతిరేక వైపులా విద్యుత్ సంభావ్యతలో వ్యత్యాసం). అయాన్లు ఈ రెండు శక్తుల ప్రభావంతో ఒక దిశలో లేదా మరొక వైపు కదులుతాయి, దానిపై శక్తి వృధా అవుతుంది. ఈ సందర్భంలో, రెండు సంభావ్యతలలో ఒకటి (రసాయన లేదా విద్యుత్) తగ్గుతుంది, మరియు మరొకటి పెరుగుతుంది. వాస్తవానికి, మేము విద్యుత్ సంభావ్యతను (సంభావ్య వ్యత్యాసం) విడిగా పరిగణించినట్లయితే, అప్పుడు అయాన్లను తరలించే "రసాయన" శక్తులు పరిగణనలోకి తీసుకోబడవు. ఆపై అయాన్ యొక్క కదలికకు శక్తి ఎక్కడి నుంచో వస్తుందనే తప్పుడు అభిప్రాయాన్ని మీరు పొందవచ్చు. కానీ అది నిజం కాదు. రెండు శక్తులను పరిగణించాలి: రసాయన మరియు విద్యుత్. ఈ సందర్భంలో, సెల్ లోపల ఉన్న ప్రతికూల చార్జీలతో కూడిన పెద్ద అణువులు "అదనపు" పాత్రను పోషిస్తాయి, ఎందుకంటే రసాయన లేదా విద్యుత్ శక్తుల ద్వారా అవి పొర అంతటా కదలబడవు. అందువల్ల, ఈ ప్రతికూల కణాలు సాధారణంగా పరిగణించబడవు, అయినప్పటికీ అవి ఉనికిలో ఉన్నాయి మరియు అవి పొర యొక్క లోపలి మరియు బయటి భుజాల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం యొక్క ప్రతికూల వైపును అందిస్తాయి. కానీ అతి చురుకైన పొటాషియం అయాన్లు ఖచ్చితంగా కదలిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు రసాయన శక్తుల ప్రభావంతో సెల్ నుండి వాటి లీకేజ్ విద్యుత్ సంభావ్యత (సంభావ్య వ్యత్యాసం) యొక్క సింహభాగాన్ని సృష్టిస్తుంది. అన్నింటికంటే, పొటాషియం అయాన్లు సానుకూల విద్యుత్ ఛార్జీలను పొర వెలుపలికి తరలించి, ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు.

కాబట్టి ఇది సోడియం-పొటాషియం మెమ్బ్రేన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పంప్ మరియు సెల్ నుండి "అదనపు" పొటాషియం యొక్క తదుపరి లీకేజ్ గురించి. ఈ ప్రవాహ సమయంలో సానుకూల చార్జీల నష్టం కారణంగా, సెల్ లోపల ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ పెరుగుతుంది. ఇది "విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత". ఇది సెల్ లోపల కొలుస్తారు మరియు సాధారణంగా -70 mV.

ముగింపులు

అలంకారికంగా చెప్పాలంటే, "పొర అయానిక్ ప్రవాహాలను నియంత్రించడం ద్వారా సెల్‌ను "ఎలక్ట్రిక్ బ్యాటరీ"గా మారుస్తుంది."

రెండు ప్రక్రియల కారణంగా విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత ఏర్పడుతుంది:

1. సోడియం-పొటాషియం మెమ్బ్రేన్ పంప్ యొక్క ఆపరేషన్.

పొటాషియం-సోడియం పంప్ యొక్క ఆపరేషన్, క్రమంగా, 2 పరిణామాలను కలిగి ఉంటుంది:

1.1 అయాన్ ఎక్స్ఛేంజర్ పంప్ యొక్క ప్రత్యక్ష ఎలక్ట్రోజెనిక్ (విద్యుత్ దృగ్విషయాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం) చర్య. ఇది సెల్ లోపల (-10 mV) చిన్న ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీని సృష్టించడం.

పొటాషియం కోసం సోడియం యొక్క అసమాన మార్పిడి దీనికి కారణం. పొటాషియం మార్పిడి కంటే ఎక్కువ సోడియం సెల్ నుండి విడుదల అవుతుంది. మరియు సోడియంతో పాటు, పొటాషియంతో పాటు తిరిగి వచ్చే దానికంటే ఎక్కువ “ప్లస్‌లు” (పాజిటివ్ ఛార్జీలు) తొలగించబడతాయి. సానుకూల ఛార్జీల స్వల్ప లోపం ఉంది. పొర లోపలి నుండి ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది (సుమారు -10 mV).

1.2 అధిక ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ యొక్క ఆవిర్భావానికి ముందస్తు అవసరాల సృష్టి.

ఈ ముందస్తు అవసరాలు సెల్ లోపల మరియు వెలుపల పొటాషియం అయాన్ల అసమాన సాంద్రత. అదనపు పొటాషియం సెల్ నుండి నిష్క్రమించడానికి మరియు దాని నుండి సానుకూల ఛార్జీలను తొలగించడానికి సిద్ధంగా ఉంది. మేము ఇప్పుడు దీని గురించి క్రింద మాట్లాడుతాము.

2. సెల్ నుండి పొటాషియం అయాన్ల లీకేజ్.

సెల్ లోపల ఏకాగ్రత పెరిగిన జోన్ నుండి, పొటాషియం అయాన్లు బయట తక్కువ సాంద్రత ఉన్న జోన్‌లోకి వెళతాయి, అదే సమయంలో సానుకూల విద్యుత్ ఛార్జీలను నిర్వహిస్తాయి. సెల్ లోపల సానుకూల చార్జీల యొక్క బలమైన లోపం ఉంది. ఫలితంగా, పొర అదనంగా లోపలి నుండి ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది (-70 mV వరకు).

ఆఖరి

పొటాషియం-సోడియం పంప్ విశ్రాంతి సంభావ్యత యొక్క ఆవిర్భావానికి ముందస్తు అవసరాలను సృష్టిస్తుంది. ఇది సెల్ యొక్క అంతర్గత మరియు బాహ్య వాతావరణం మధ్య అయాన్ గాఢతలో తేడా. సోడియం గాఢతలో తేడా మరియు పొటాషియం గాఢతలో వ్యత్యాసం విడివిడిగా వ్యక్తమవుతుంది. పొటాషియంతో అయాన్ల సాంద్రతను సమం చేయడానికి సెల్ చేసిన ప్రయత్నం పొటాషియం కోల్పోవడానికి, సానుకూల చార్జీల నష్టానికి దారితీస్తుంది మరియు సెల్ లోపల ఎలక్ట్రోనెగటివిటీని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ చాలా విశ్రాంతి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. దానిలో ఒక చిన్న భాగం అయాన్ పంప్ యొక్క ప్రత్యక్ష ఎలెక్ట్రోజెనిసిటీ, అనగా. పొటాషియం మార్పిడి సమయంలో సోడియం యొక్క ప్రధాన నష్టాలు.

వీడియో: విశ్రాంతి పొర సంభావ్యత

1786లో, బోలోగ్నా విశ్వవిద్యాలయంలో అనాటమీ ప్రొఫెసర్ అయిన లుయిగి గాల్వానీ బయోఎలెక్ట్రిక్ దృగ్విషయాల రంగంలో లక్ష్య పరిశోధనకు పునాది వేసే ప్రయోగాల శ్రేణిని నిర్వహించారు. మొదటి ప్రయోగంలో, అతను ఇనుప కిటికీలకు అమర్చే ఇనుప చట్రం మీద రాగి హుక్ ఉపయోగించి కప్ప యొక్క నగ్న కాళ్ళ తయారీని నిలిపివేసాడు మరియు కండరాలు కిటికీలకు అమర్చే ఇనుప చట్రం తాకిన ప్రతిసారీ అవి సంకోచించబడుతున్నాయని కనుగొన్నాడు. సాధారణంగా కండరాల సంకోచాలు వాటిపై "జంతు విద్యుత్" ప్రభావం యొక్క పర్యవసానంగా ఉన్నాయని, దీనికి మూలం నరాలు మరియు కండరాలు అని గాల్వాని సూచించారు. అయినప్పటికీ, వోల్టా ప్రకారం, సంకోచానికి కారణం అసమాన లోహాల సంపర్క ప్రాంతంలో తలెత్తిన విద్యుత్ ప్రవాహం. గాల్వాని రెండవ ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు, దీనిలో కండరాలపై ప్రస్తుత నటన మూలం ఒక నరాల వలె ఉంటుంది: కండరం మళ్లీ కుదించబడింది. అందువలన, "జంతు విద్యుత్" ఉనికి యొక్క ఖచ్చితమైన రుజువు పొందబడింది.

అన్ని కణాలకు వాటి స్వంత విద్యుత్ ఛార్జ్ ఉంటుంది, ఇది వివిధ అయాన్లకు పొర యొక్క అసమాన పారగమ్యత ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది. ఉత్తేజిత కణజాలాల కణాలు (నాడీ, కండర, గ్రంధి) ఉద్దీపన ప్రభావంతో, అవి అయాన్ల కోసం వాటి పొర యొక్క పారగమ్యతను మారుస్తాయి, దీని ఫలితంగా ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రవణత ప్రకారం అయాన్లు చాలా త్వరగా రవాణా చేయబడతాయి. . ఇది ఉత్తేజిత ప్రక్రియ. దీని ఆధారం విశ్రాంతి సంభావ్యత.

విశ్రాంతి సంభావ్యత

విశ్రాంతి సంభావ్యత అనేది కణ త్వచం యొక్క బయటి మరియు లోపలి వైపుల మధ్య విద్యుత్ సంభావ్యతలో సాపేక్షంగా స్థిరమైన వ్యత్యాసం. దీని విలువ సాధారణంగా -30 నుండి -90 mV వరకు ఉంటుంది. నిశ్చలంగా ఉన్న పొర యొక్క లోపలి భాగం ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు సెల్ లోపల మరియు వెలుపల కాటయాన్స్ మరియు అయాన్ల అసమాన సాంద్రతల కారణంగా బయటి వైపు సానుకూలంగా చార్జ్ చేయబడుతుంది.

వెచ్చని-బ్లడెడ్ జంతువుల కండరాల కణాలలో ఇంట్రా- మరియు ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ అయాన్ సాంద్రతలు (mmol/l)

నరాల కణాలలో చిత్రం సమానంగా ఉంటుంది. ఈ విధంగా, సెల్ లోపల ప్రతికూల చార్జ్‌ను సృష్టించడంలో ప్రధాన పాత్ర K + అయాన్లు మరియు అధిక-మాలిక్యులర్ కణాంతర అయాన్‌లచే పోషించబడుతుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది, అవి ప్రధానంగా ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన అమైనో ఆమ్లాలు (గ్లుటామేట్, అస్పార్టేట్) మరియు సేంద్రీయ ఫాస్ఫేట్‌లతో కూడిన ప్రోటీన్ అణువులచే సూచించబడతాయి; . ఈ అయాన్లు సాధారణంగా పొర అంతటా రవాణా చేయబడవు, ఇది శాశ్వత ప్రతికూల కణాంతర ఛార్జ్‌ను సృష్టిస్తుంది. సెల్ యొక్క అన్ని పాయింట్ల వద్ద ప్రతికూల ఛార్జ్ దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది. సెల్ లోపల ఛార్జ్ ఖచ్చితంగా ప్రతికూలంగా ఉంటుంది (సైటోప్లాజంలో కాటయాన్స్ కంటే ఎక్కువ అయాన్లు ఉన్నాయి) మరియు కణ త్వచం యొక్క బయటి ఉపరితలంతో పోలిస్తే. సంపూర్ణ వ్యత్యాసం చిన్నది, కానీ విద్యుత్ ప్రవణతను సృష్టించడానికి ఇది సరిపోతుంది.

విశ్రాంతి సంభావ్యత (RP) ఏర్పడటానికి ప్రధాన అయాన్ K +. విశ్రాంతి సెల్‌లో, ఇన్‌కమింగ్ మరియు అవుట్‌గోయింగ్ K + అయాన్‌ల సంఖ్య మధ్య డైనమిక్ సమతుల్యత ఏర్పడుతుంది. ఎలక్ట్రికల్ గ్రేడియంట్ ఏకాగ్రత ప్రవణతను సమతుల్యం చేసినప్పుడు ఈ సమతౌల్యం ఏర్పడుతుంది. అయాన్ పంపులచే సృష్టించబడిన ఏకాగ్రత ప్రవణత ప్రకారం, K+ కణాన్ని వదిలివేస్తుంది, అయితే సెల్ లోపల ఉన్న ప్రతికూల చార్జ్ మరియు కణ త్వచం యొక్క బయటి ఉపరితలంపై సానుకూల చార్జ్ దీనిని (విద్యుత్ ప్రవణత) నిరోధిస్తుంది. సమతౌల్యం విషయంలో, కణ త్వచంపై సమతౌల్య పొటాషియం సంభావ్యత ఏర్పడుతుంది.

ప్రతి అయాన్‌కు సమతౌల్య సంభావ్యతను నెర్న్‌స్ట్ ఫార్ములా ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:

E అయాన్ =RT/ZF ln( o / i),

ఇక్కడ E అయాన్ అనేది ఇచ్చిన అయాన్ ద్వారా సృష్టించబడిన సంభావ్యత;

R - సార్వత్రిక వాయువు స్థిరాంకం;

T - సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత (273+37 ° C);

Z - అయాన్ వాలెన్సీ;

F – ఫెరడే స్థిరాంకం (9.65·10 4);

O - బాహ్య వాతావరణంలో అయాన్ ఏకాగ్రత;

నేను సెల్ లోపల అయాన్ యొక్క ఏకాగ్రత.

37 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద, K + కోసం సమతౌల్య సంభావ్యత -97 mV. అయితే, నిజమైన PP తక్కువగా ఉంటుంది - సుమారు -90 mV. ఇతర అయాన్లు కూడా PP ఏర్పడటానికి దోహదం చేస్తాయని ఇది వివరించబడింది. సాధారణంగా, PP అనేది సెల్ లోపల మరియు వెలుపల ఉన్న అన్ని అయాన్ల సమతౌల్య పొటెన్షియల్స్ యొక్క బీజగణిత మొత్తం, ఇది కణ త్వచం యొక్క ఉపరితల ఛార్జీల విలువలను కూడా కలిగి ఉంటుంది.

PP యొక్క సృష్టికి Na + మరియు Cl యొక్క సహకారం చిన్నది, అయితే, ఇది జరుగుతుంది. విశ్రాంతి సమయంలో, సెల్‌లోకి Na+ ప్రవేశం తక్కువగా ఉంటుంది (K+ కంటే చాలా తక్కువ), అయితే ఇది పొర సంభావ్యతను తగ్గిస్తుంది. Cl ప్రభావం వ్యతిరేకం, ఎందుకంటే ఇది అయాన్. ప్రతికూల కణాంతర ఛార్జ్ చాలా Cl - సెల్‌లోకి ప్రవేశించకుండా నిరోధిస్తుంది, కాబట్టి Cl ప్రాథమికంగా ఒక ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ అయాన్. సెల్ లోపల మరియు వెలుపల రెండూ, Na + మరియు Cl - ఒకదానికొకటి తటస్థీకరిస్తాయి, దీని ఫలితంగా సెల్‌లోకి వారి ఉమ్మడి ప్రవేశం PP విలువపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపదు.

పొర యొక్క బయటి మరియు లోపలి భుజాలు వాటి స్వంత విద్యుత్ ఛార్జీలను కలిగి ఉంటాయి, ఎక్కువగా ప్రతికూల సంకేతంతో ఉంటాయి. ఇవి మెమ్బ్రేన్ అణువుల యొక్క ధ్రువ భాగాలు - గ్లైకోలిపిడ్లు, ఫాస్ఫోలిపిడ్లు, గ్లైకోప్రొటీన్లు. Ca 2+, ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ కేషన్‌గా, బాహ్య స్థిర ప్రతికూల ఛార్జీలతో అలాగే ఇంటర్‌స్టిటియం యొక్క ప్రతికూల కార్బాక్సిల్ సమూహాలతో సంకర్షణ చెందుతుంది, వాటిని తటస్థీకరిస్తుంది, ఇది PP యొక్క పెరుగుదల మరియు స్థిరీకరణకు దారితీస్తుంది.

ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రవణతలను సృష్టించడానికి మరియు నిర్వహించడానికి, అయాన్ పంపుల స్థిరమైన ఆపరేషన్ అవసరం. అయాన్ పంప్ అనేది ప్రత్యక్ష శక్తి వినియోగంతో ఎలక్ట్రోకెమికల్ గ్రేడియంట్‌కు వ్యతిరేకంగా అయాన్ రవాణాను అందించే రవాణా వ్యవస్థ. Na + మరియు K + ప్రవణతలు Na/K – పంపును ఉపయోగించి నిర్వహించబడతాయి. Na + మరియు K + రవాణా కలపడం శక్తి వినియోగాన్ని సుమారు 2 రెట్లు తగ్గిస్తుంది. సాధారణంగా, క్రియాశీల రవాణాపై శక్తి వ్యయం అపారమైనది: Na/K పంపు మాత్రమే శరీరం విశ్రాంతి సమయంలో ఖర్చు చేసే మొత్తం శక్తిలో 1/3ని వినియోగిస్తుంది. 1ATP పని యొక్క ఒక చక్రాన్ని అందిస్తుంది - సెల్ నుండి 3Na + మరియు సెల్‌లోకి 2 K + బదిలీ. అసమాన అయాన్ రవాణా కూడా విద్యుత్ ప్రవణత (సుమారు 5 - 10 mV) ఏర్పడటానికి దోహదం చేస్తుంది.

PP యొక్క సాధారణ విలువ సెల్ ప్రేరేపణ సంభవించడానికి అవసరమైన పరిస్థితి, అనగా. నిర్దిష్ట సెల్ కార్యాచరణను ప్రారంభించే చర్య సంభావ్యత యొక్క ప్రచారం.

యాక్షన్ పొటెన్షియల్ (AP)

AP అనేది అయాన్ల యొక్క నిర్దిష్ట కదలిక కారణంగా పొర సంభావ్యతలో వేగవంతమైన హెచ్చుతగ్గులలో వ్యక్తీకరించబడిన ఎలక్ట్రోఫిజియోలాజికల్ ప్రక్రియ మరియు ఎక్కువ దూరాలకు తగ్గకుండా వ్యాప్తి చెందుతుంది. AP వ్యాప్తి 80 - 130 mV వరకు ఉంటుంది, నరాల ఫైబర్‌లో AP శిఖరం యొక్క వ్యవధి 0.5 - 1 ms. చర్య సంభావ్యత యొక్క వ్యాప్తి ఉద్దీపన యొక్క బలంపై ఆధారపడి ఉండదు. ఇరిటేషన్ సబ్‌థ్రెషోల్డ్ అయితే AP అస్సలు జరగదు లేదా చికాకు థ్రెషోల్డ్ లేదా సూపర్‌థ్రెషోల్డ్ అయితే గరిష్ట విలువను చేరుకుంటుంది. AP సంభవించడంలో ప్రధాన విషయం ఏమిటంటే సెల్‌లోకి Na + యొక్క వేగవంతమైన రవాణా, ఇది మొదట మెమ్బ్రేన్ సంభావ్యత తగ్గడానికి దోహదం చేస్తుంది, ఆపై సెల్ లోపల ప్రతికూల చార్జ్‌లో సానుకూలంగా మారుతుంది.

AP 3 దశలను కలిగి ఉంటుంది: డిపోలరైజేషన్, ఇన్వర్షన్ మరియు రీపోలరైజేషన్.

1. డిపోలరైజేషన్ దశ. డిపోలరైజింగ్ ఉద్దీపన సెల్‌పై పని చేసినప్పుడు, అయాన్‌లకు దాని పారగమ్యతను మార్చకుండా ప్రారంభ పాక్షిక డిపోలరైజేషన్ జరుగుతుంది (Na + సెల్‌లోకి ఎటువంటి కదలిక ఉండదు, ఎందుకంటే Na + కోసం వేగవంతమైన వోల్టేజ్-సెన్సిటివ్ ఛానెల్‌లు మూసివేయబడతాయి). Na + ఛానెల్‌లు సర్దుబాటు చేయగల గేటింగ్ మెకానిజంను కలిగి ఉంటాయి, ఇది పొర యొక్క లోపలి మరియు బయటి వైపులా ఉంటుంది. యాక్టివేషన్ గేట్లు (m - గేట్) మరియు నిష్క్రియాత్మక గేట్లు (h - గేట్) ఉన్నాయి. విశ్రాంతి సమయంలో, m అంటే గేటు మూసివేయబడింది మరియు h అంటే గేటు తెరిచి ఉంది. పొర K + ఛానెల్‌లను కూడా కలిగి ఉంది, ఇవి ఒకే ఒక గేట్ (యాక్టివేషన్ గేట్) కలిగి ఉంటాయి, విశ్రాంతి సమయంలో మూసివేయబడతాయి.

సెల్ డిపోలరైజేషన్ ఒక క్లిష్టమైన విలువను చేరుకున్నప్పుడు (E cr - క్రిటికల్ లెవెల్ ఆఫ్ డిపోలరైజేషన్, CLD), ఇది సాధారణంగా 50 mVకి సమానం, Na + కోసం పారగమ్యత బాగా పెరుగుతుంది - పెద్ద సంఖ్యలో వోల్టేజ్-ఆధారిత m - Na + ఛానెల్‌ల గేట్లు తెరుచుకుంటుంది. . 1 msలో, 1 ఓపెన్ Na + ఛానెల్ ద్వారా గరిష్టంగా 6000 అయాన్‌లు సెల్‌లోకి ప్రవేశిస్తాయి. పొర యొక్క అభివృద్ధి చెందుతున్న డిపోలరైజేషన్ Na + కు దాని పారగమ్యతలో అదనపు పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది, Na + ఛానెల్‌ల యొక్క మరింత ఎక్కువ m - గేట్లు తెరవబడతాయి, తద్వారా Na + కరెంట్ పునరుత్పత్తి ప్రక్రియ యొక్క లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటుంది (దానిని తాను బలోపేతం చేస్తుంది). PP సున్నా అయిన వెంటనే, డిపోలరైజేషన్ దశ ముగుస్తుంది.

2.విలోమ దశ.సెల్‌లోకి Na + ప్రవేశం కొనసాగుతుంది, ఎందుకంటే m - గేట్ Na + - ఛానెల్‌లు ఇప్పటికీ తెరిచి ఉన్నాయి, కాబట్టి సెల్ లోపల ఛార్జ్ సానుకూలంగా మరియు వెలుపల - ప్రతికూలంగా మారుతుంది. ఇప్పుడు ఎలక్ట్రికల్ గ్రేడియంట్ Na+ సెల్‌లోకి ప్రవేశించకుండా నిరోధిస్తుంది, అయినప్పటికీ, ఏకాగ్రత ప్రవణత విద్యుత్ ప్రవణత కంటే బలంగా ఉన్నందున, Na+ ఇప్పటికీ సెల్‌లోకి వెళుతుంది. AP గరిష్ట విలువను చేరుకున్నప్పుడు, Na + ఛానెల్‌ల యొక్క h - గేట్ మూసివేయబడుతుంది (ఈ గేట్లు సెల్‌లోని సానుకూల చార్జ్ మొత్తానికి సున్నితంగా ఉంటాయి) మరియు సెల్‌లోకి Na + ప్రవాహం ఆగిపోతుంది. అదే సమయంలో, K + - ఛానెల్‌ల గేట్లు తెరవబడతాయి. K+ ఒక రసాయన ప్రవణత (విలోమం యొక్క అవరోహణ దశలో, విద్యుత్ ప్రవణతతో పాటు) ప్రకారం సెల్ నుండి బయటికి రవాణా చేయబడుతుంది. సెల్ నుండి సానుకూల ఛార్జీల విడుదల దాని ఛార్జ్లో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది. K+ ఎల్లప్పుడూ తెరిచి ఉండే అనియంత్రిత K+ ఛానెల్‌ల ద్వారా సెల్‌ను తక్కువ వేగంతో వదిలివేయవచ్చు. పరిగణించబడిన అన్ని ప్రక్రియలు పునరుత్పత్తి. AP వ్యాప్తి అనేది AP విలువ మరియు విలోమ దశ విలువ యొక్క మొత్తం. విద్యుత్ సంభావ్యత సున్నాకి తిరిగి వచ్చినప్పుడు విలోమ దశ ముగుస్తుంది.

3.రీపోలరైజేషన్ దశ. K + కోసం పొర యొక్క పారగమ్యత ఇప్పటికీ ఎక్కువగా ఉండటం మరియు విద్యుత్ ప్రవణత యొక్క వ్యతిరేకత ఉన్నప్పటికీ, ఇది ఏకాగ్రత ప్రవణతతో పాటు సెల్‌ను వదిలివేస్తుంది (లోపల సెల్ మళ్లీ ప్రతికూల చార్జ్‌ను కలిగి ఉంటుంది). K+ విడుదల AP శిఖరం యొక్క మొత్తం అవరోహణ భాగానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. తరచుగా, AP చివరిలో, రీపోలరైజేషన్‌లో మందగమనం గమనించబడుతుంది, ఇది K + - ఛానెల్‌ల గేట్ యొక్క ముఖ్యమైన భాగాన్ని మూసివేయడంతో పాటు వ్యతిరేక దర్శకత్వం వహించిన విద్యుత్ ప్రవణత పెరుగుదలతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.

PP- ఇది బయటి మరియు లోపలి వైపుల మధ్య విద్యుత్ సంభావ్యతలో వ్యత్యాసం.

న్యూరాన్ యొక్క జీవితంలో మరియు మొత్తం జీవిలో PP ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఇది నాడీ కణంలో సమాచారాన్ని ప్రాసెస్ చేయడానికి ఆధారాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, కండరాలలో ఉత్తేజితం మరియు సంకోచం ప్రక్రియలను ప్రేరేపించడం ద్వారా అంతర్గత అవయవాలు మరియు మస్క్యులోస్కెలెటల్ వ్యవస్థ యొక్క కార్యకలాపాల నియంత్రణను నిర్ధారిస్తుంది.

PP ఏర్పడటానికి కారణాలుకణం లోపల మరియు వెలుపల అయాన్లు మరియు కాటయాన్‌ల అసమాన సాంద్రత.

నిర్మాణ విధానం:

కణంలో కనీసం కొద్దిగా Na + కనిపించిన వెంటనే, పొటాషియం-సోడియం పంప్ పనిచేయడం ప్రారంభమవుతుంది. పంప్ దాని స్వంత అంతర్గత Na + ను బాహ్య K + కోసం మార్పిడి చేయడం ప్రారంభిస్తుంది. దీని కారణంగా, కణం Na + లోపిస్తుంది మరియు సెల్ స్వయంగా పొటాషియం అయాన్లతో నిండిపోతుంది. K+ సెల్ నుండి నిష్క్రమించడం ప్రారంభమవుతుంది, ఎందుకంటే దానిలో ఎక్కువ భాగం ఉంది. ఈ సందర్భంలో, సెల్‌లో కాటయాన్‌ల కంటే ఎక్కువ అయాన్‌లు ఉన్నాయి మరియు సెల్ ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ అవుతుంది.

13. చర్య సంభావ్యత మరియు దాని సంభవించిన విధానం యొక్క లక్షణాలు.

PDకణంలోకి మరియు వెలుపలికి అయాన్ల కదలిక ఫలితంగా పొర సంభావ్యత యొక్క హెచ్చుతగ్గులలో వ్యక్తీకరించబడిన విద్యుత్ ప్రక్రియ.

నరాల కణాల మధ్య, నరాల కేంద్రాలు మరియు పని చేసే అవయవాల మధ్య సిగ్నల్ ప్రసారాన్ని అందిస్తుంది.

PD మూడు దశలను కలిగి ఉంటుంది:

1. డిపోలరైజేషన్ (అంటే సెల్ ఛార్జ్ అదృశ్యం - మెమ్బ్రేన్ పొటెన్షియల్‌లో సున్నాకి తగ్గుదల)

2. విలోమం (కణ త్వచం లోపలి భాగం ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడినప్పుడు మరియు బయటి వైపు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడినప్పుడు సెల్ ఛార్జ్ వ్యతిరేకంగా మార్చబడుతుంది)

3. రీపోలరైజేషన్ (కణ త్వచం యొక్క అంతర్గత ఉపరితలం మళ్లీ ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడినప్పుడు మరియు బయటి ఉపరితలం సానుకూలంగా ఉన్నప్పుడు సెల్ యొక్క అసలు ఛార్జ్ యొక్క పునరుద్ధరణ)

PD సంభవించే మెకానిజం: కణ త్వచంపై ఉద్దీపన చర్య PD సంభవించడానికి దారితీస్తే, PD అభివృద్ధి ప్రక్రియ స్వయంగా కణ త్వచం యొక్క పారగమ్యతలో దశ మార్పులకు కారణమవుతుంది, ఇది కణంలోకి Na+ అయాన్ యొక్క వేగవంతమైన కదలికను నిర్ధారిస్తుంది మరియు సెల్ నుండి K+ అయాన్.

14. కేంద్ర నాడీ వ్యవస్థకు సినాప్టిక్ ట్రాన్స్మిషన్. సినాప్సెస్ యొక్క లక్షణాలు.

సినాప్స్- నాడీ కణం మరియు మరొక న్యూరాన్ మధ్య సంపర్క స్థానం.

1. ట్రాన్స్మిషన్ మెకానిజం ప్రకారం:

ఎ. ఎలక్ట్రికల్. వాటిలో, ఉత్తేజితం విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది. అందువలన, ఇది రెండు దిశలలో ప్రసారం చేయబడుతుంది. కేంద్ర నాడీ వ్యవస్థలో వాటిలో కొన్ని ఉన్నాయి.

బి. రసాయన. PAF, ఒక న్యూరోట్రాన్స్మిటర్ ఉపయోగించి వాటి ద్వారా ఉత్తేజితం ప్రసారం చేయబడుతుంది. వారు కేంద్ర నాడీ వ్యవస్థలో ఎక్కువ మంది ఉన్నారు.

వి. మిక్స్డ్.

2. స్థానికీకరణ ద్వారా:

ఎ. ఆక్సోనోడెండ్రిటిక్

బి. ఆక్సోసోమ్టిక్ (ఆక్సాన్ + సెల్)

వి. ఆక్సోక్సోనిక్

డి. డెండ్రోసోమాటిక్ (డెండ్రైట్ + సెల్)

డి. డెండ్రోడెండ్రిటిక్

3. ప్రభావం ద్వారా:

ఎ. ఉత్తేజకరమైనది (PD ఉత్పత్తిని ప్రేరేపించడం)

బి. నిరోధించడం (PD సంభవించకుండా నిరోధించడం)

సినాప్స్ వీటిని కలిగి ఉంటుంది:

ప్రిస్నాప్టిక్ టెర్మినల్ (ఆక్సాన్ టెర్మినల్);

సినాప్టిక్ చీలిక;

పోస్ట్‌నాప్టిక్ భాగం (డెండ్రైట్ ముగింపు);

సినాప్స్ ద్వారా, ట్రోఫిక్ ప్రభావాలు నిర్వహించబడతాయి, ఇది ఇన్నర్వేటెడ్ సెల్, దాని నిర్మాణం మరియు పనితీరు యొక్క జీవక్రియలో మార్పులకు దారితీస్తుంది.

సినాప్సెస్ యొక్క లక్షణాలు:

ఆక్సాన్ మరియు డెండ్రైట్ మధ్య బలమైన కనెక్షన్ లేకపోవడం;

తక్కువ లాబిలిటీ;

పెరిగిన పనిచేయకపోవడం;

ఉత్తేజిత లయ రూపాంతరం;

ఉత్తేజిత ప్రసార విధానం;

ఉత్తేజితం యొక్క ఒక-వైపు ప్రసరణ;

మందులు మరియు విషాలకు అధిక సున్నితత్వం;