Điện thế nghỉ là hiệu điện thế -70 mV tồn tại giữa bên trong và môi trường xung quanh của tế bào thần kinh ở trạng thái không được gắn kết. Điện thế có liên quan đến việc hình thành các điện thế hoạt động. Nhiễm độc xyanua ngăn cản sự phục hồi điện thế nghỉ và dẫn đến suy sụp tế bào thần kinh.
Điện thế nghỉ là gì?
Điện thế nghỉ là hiệu điện thế -70 mV tồn tại giữa phần bên trong và khu vực xung quanh của tế bào thần kinh ở trạng thái không bị kích thích. Điện thế nghỉ là hiệu điện thế tồn tại giữa phần bên trong của một tế bào thần kinh chưa được kích thích và môi trường của nó. Sự khác biệt về điện áp này phải được duy trì tích cực và là kết quả của một phân phối of natri và kali các ion. Hai yếu tố của tế bào thần kinh màng liên quan đến việc duy trì điện thế nghỉ: đầu tiên, natri–kali máy bơm, và thứ hai, các kênh ion trên các vòng dây của Ranvier. Điện thế nghỉ của các tế bào thần kinh dễ bị kích thích tạo cơ sở cho sự dẫn truyền kích thích muối trong các con đường thần kinh của con người. Khi bị kích thích bởi một thế hoạt động, tế bào bị khử cực vượt quá điện thế ngưỡng của nó và các kênh ion định áp mở ra, gây ra sự thay đổi điện thế nghỉ với dòng chảy của một số ion nhất định. Các thế hoạt động được truyền xuống các con đường thần kinh bởi sự phân phối lại điện tích. Điện thế nghỉ của một tế bào thần kinh của con người có sự khác biệt từ -70 đến -80 mV. Bên trong của màng tế bào được tích điện âm và bên ngoài tích điện dương.
Chức năng và nhiệm vụ
Các quá trình khác nhau xảy ra tại màng tế bào của một tế bào bị kích thích trong giai đoạn nghỉ ngơi. Tại các vòng viền của Ranvier, các sợi trục không được cách điện bằng myelin. Bơm Na + / K + được đặt tại các nút này, vận chuyển kali các ion bên trong sợi trục trong giai đoạn nghỉ ngơi trong khi tiêu thụ ATP. Sodium các ion được bơm ra khỏi tế bào cùng một lúc. Do đó, cao hơn tập trung của kali có bên trong sợi trục hơn là hiện tại bên ngoài. Màng của tế bào có tính thấm khác nhau đối với các ion này do các kênh ion protein. Ở phần còn lại, các kênh natri thường được đóng lại. Ngược lại, các kênh kali mở, do đó sự khuếch tán của các ion kali xảy ra. Các ion do đó khuếch tán ra bên ngoài. Điều này xảy ra cho đến khi có cân bằng giữa lực điện và lực thẩm thấu. Điều này duy trì sự chênh lệch điện tích giữa bên ngoài và bên trong của màng tế bào, còn được gọi là điện thế nghỉ. Khi một kích thích đến trên một sợi thần kinh và vượt qua ngưỡng, các kênh natri và kali phụ thuộc vào điện thế sẽ mở ra. Điều này gây ra sự khử cực của tế bào, từ đó kích hoạt thế hoạt động. Do đó, xung điện sinh học được lan truyền dọc theo các sợi thần kinh. Nói một cách dễ hiểu, điện thế hoạt động liên quan đến việc truyền tín hiệu thông qua những thay đổi trong điện thế màng. Giá trị -50 mV được coi là giá trị ngưỡng cho sự phát triển của điện thế hoạt động. Do đó, các kích thích dưới +20 mV không làm phát sinh điện thế hoạt động và phản ứng không xảy ra. Sau khi hình thành và truyền điện thế hoạt động, các kênh N + sẽ đóng lại trước tiên. Mặt khác, các kênh K + mở để cho phép các ion kali khuếch tán ra khỏi sợi trục. Điện áp bên trong tế bào do đó lại giảm xuống. Quá trình này còn được gọi là quá trình tái phân cực. Sau đó, các kênh K + cũng đóng lại và điện thế của tế bào giảm xuống dưới điện thế nghỉ. Sự siêu phân cực này chuyển sang điện thế nghỉ, được phục hồi bởi các máy bơm natri-kali sau khoảng hai phần nghìn giây. Sợi trục do đó đã sẵn sàng cho các điện thế hoạt động mới.
Bệnh tật và rối loạn
Trong các hiện tượng như ngộ độc xyanua, các hậu quả đe dọa tính mạng tự thể hiện, đôi khi do mất điện thế nghỉ. Tế bào thần kinh cần năng lượng để phục hồi tiềm năng nghỉ ngơi. Chất độc xyanua ngăn chặn nguồn cung cấp năng lượng để không thể cung cấp năng lượng cho quá trình phục hồi tiềm năng nghỉ ngơi. Do đó, các tế bào thần kinh vẫn bị khử cực vĩnh viễn và mất chức năng. Tùy thuộc vào số lượng tế bào thần kinh bị ảnh hưởng bởi nguồn cung cấp năng lượng quá thấp, cơ chế điều hòa thần kinh của toàn bộ sinh vật có thể sụp đổ theo cách này. Sự phá vỡ điều hòa tế bào thần kinh như vậy chắc chắn sẽ dẫn đến tử vong. Theo nghĩa rộng hơn, những phàn nàn về điện thế nghỉ của tế bào thần kinh cũng có thể tự biểu hiện trong các bệnh về kênh ion. Những bệnh di truyền này gây ra rối loạn kích thích ở cơ và hệ thần kinh. Các bệnh về kênh ion ảnh hưởng đến hành vi chuyển mạch của các kênh ion. Những thay đổi trong hành vi chuyển đổi của các kênh có thể ảnh hưởng đến khả năng phục hồi tiềm năng khi nghỉ ngơi. Do đó, các bệnh ảnh hưởng đến khả năng kích thích của mô. Theo nghĩa hẹp hơn, bệnh kênh ion là sự đột biến của các kênh ion. Ba hình thức di truyền động kinh được cho là có liên quan đến hiện tượng này, theo các bằng chứng khoa học. Liệt nửa người đau nửa đầu và vô căn rung tâm thất cũng được giải thích theo cách này theo nghiên cứu hiện đại. Máy bơm natri-kali cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các bệnh có ảnh hưởng đến điện thế nghỉ của tế bào thần kinh. Theo nhiều nhà khoa học, phương Tây hiện đại chế độ ăn uống cung cấp một tỷ lệ natri-kali không tự nhiên trong cơ thể. Việc dư thừa muối ăn và thiếu kali do thức ăn thực vật quá ít được cho là có thể làm suy giảm các bơm natri-kali, vì tỷ lệ ion trong tế bào có thể thay đổi theo cách này. Sự rối loạn trao đổi natri-kali được xác định về mặt di truyền tại màng tế bàomặt khác, có trong một số đột biến và được các nhà nghiên cứu liên kết với các dạng động kinh, cũng như các bệnh về kênh ion. Do đó, những xáo trộn trong việc phục hồi tiềm năng nghỉ ngơi có thể liên quan đến các bệnh khác nhau của trung tâm hệ thần kinh.
