Kako se osigurava održavanje polariziranog stanja u mirovanju živca?
1. Gradijenti koncentracije iona:
- Potencijal membrane u mirovanju prvenstveno je određen gradijentima koncentracije kalijevih (K+) i natrijevih (Na+) iona kroz neuronsku membranu.
- Intracelularna koncentracija K+ veća je od izvanstanične koncentracije, dok je izvanstanična koncentracija Na+ veća od unutarstanične koncentracije.
- Ovi gradijenti koncentracije uspostavljaju se i održavaju ionskim pumpama, kao što je natrij-kalijeva pumpa (Na+/K+-ATPaza).
2. Selektivna propusnost membrane:
- Neuronska membrana je selektivno propusna za različite ione, dopuštajući nekim ionima da lakše prolaze kroz nju nego drugima.
- Kalijevi kanali su obilniji u stanju mirovanja, dopuštajući K+ ionima da se kreću niz gradijent koncentracije i izvan neurona.
- Ovaj efluks iona K+ stvara neto negativni naboj na unutarnjoj strani membrane u usporedbi s vanjskom, što rezultira potencijalom membrane u mirovanju od približno -70 milivolta (mV).
3. Uloga natrij-kalijeve pumpe:
- Natrij-kalijeva pumpa je aktivni transportni sustav koji koristi energiju iz ATP-a za održavanje gradijenata koncentracije iona kroz neuronsku membranu.
- Pumpa tri iona Na+ iz neurona i dva iona K+ u neuron za svaku hidroliziranu molekulu ATP-a.
- Ova kontinuirana aktivnost pumpanja pomaže u obnavljanju početnih ionskih gradijenata i sprječava pasivno curenje iona kroz ionske kanale.
4. Kanali za curenje i elektrogena pumpa:
- Osim K+ kanala, postoji malo curenje Na+ iona u neuron kroz curenje kanala.
- Ovo kretanje iona Na+ prema unutra uravnoteženo je elektrogenom prirodom natrij-kalijeve pumpe, koja stvara neto kretanje pozitivnih naboja izvan stanice.
5. Raspodjela klorida (Cl-):
- Kloridni ioni (Cl-) također doprinose potencijalu membrane u mirovanju.
- Cl- ioni su više koncentrirani izvan neurona, te se pasivno kreću u neuron kroz kanale curenja.
- Međutim, negativni naboj iona Cl- uravnotežen je pozitivnim nabojem koji nose ioni K+ koji izlaze iz neurona, održavajući ukupnu elektroneutralnost stanice.
Ukratko, održavanje polariziranog stanja u živčanim stanicama u mirovanju postiže se kombiniranim učincima gradijenata koncentracije iona, selektivne propusnosti membrane, aktivnosti natrij-kalijeve pumpe i distribucije kloridnih iona. Ovi mehanizmi osiguravaju stabilnost membranskog potencijala u mirovanju, koji je neophodan za pravilan rad i ekscitabilnost neurona.
