2) Hva er et hvilemembranpotensiale i et nevron, og hvordan er hvilemembranpotensialet relatert til aksjonspotensialet?

Question 1

Beskriv et hvilepotensial generellt: ulik ionfordeling

Answer 1

I en nervecelle som hviler kalles membranpotensialet for hvilepotensialet. Et slik hvilepotensiale finner sted når nervecellen ikke er stimulert. Et nevron som hviler opprettholder en ulik ion-fordeling som gjør nevronets intracellulære væske negativt ladet i forhold til væsken på utsiden av cellen.

Det er altså en ulik fordeling i cellens innside og utside av pluss- og minusladninger. Denne ulike fordelingen av ioner gjør innsiden av cellen negativ ladet i forhold til utsiden og gir innsiden av membranen en ladning på -70mV. Nærmere bestemt er det mer anioner (A-) og kalium ioner (K+) inni cellen og mer kloridioner (CI-) og natrium ioner (Na+) utenfor cellemembranen.

Question 2

Hva er et Nevron?

Answer 2

Et nevron er en nervecelle som finnes i nervesystemet og som sender og mottar nervesignaler. Nervecellene varierer i størrelse og form, men felles for dem er at de består av en cellekropp der cellekjernen ligger og at de har ett akson og flere dendritter. Dendrittene mottar og leder inntrykk inn til cellen og aksonet leder signaler bort fra cellekroppen. Nevronene står i forbindelse med hverandre gjennom synapser. Gjennom disse kan nervesignaler sendes fra ett nevron til et annet.

Question 3

Forklar hvordan cellemembranen bidrar til å opprettholde hvilepotensialet

Answer 3

Den ujevne fordelingen av ioner opprettholdes av cellemembranen. Fordi kun utvalgte stoffer kan passere cellemembranen er den også kalt for en semipermeabel membran. Det er tre aspekter med den semipermeable cellemembranen som bidrar til hvilepotensialet;

1. Det første aspektet er at de store negative proteinmolekylene, anioner, blir værende inni cellen. A- ionene er så store at ingen kanaler er store nok til å la de slippe ut. Deres tilstedeværelse inni cellen bidrar til den negative ladningen inni.
2. Det andre aspektet er at den semipermeable cellemembranen er mer permeabel for kaliumioner enn for natriumioner. Dette betyr at den stenger ute natrium ioner (Na+) og kanaler lar kalium ioner (K+) og klorid ioner (CI-) flyte fritt. Noe som bidrar til å opprettholde den negative innsiden.
3. Det tredje aspektet, og kanskje det viktigste, er natrium-kalium pumpen. Denne støter aktivt ut tre natriumioner ut av cellen og tar inn to kaliumioner. Dette skjer ved hjelp av energi fra adenosintrifosfat (ATP). Dette sikrer at det er en høyere konsentrasjon av natriumioner utenfor cellen og en høyere konsentrasjon av kaliumioner inne i cellen. Ved å opprettholde ion konsentrasjonen over membranen i en stabil tilstand, holder den membranens ladning i balanse/ekvilibrium.

Question 4

Beskriv sammenhengen mellom hvilepotensialet og aksjonspotensialet

Answer 4

Aksjonspotensialet er en kortvarig elektrisk endring som oppstår når et nevron blir stimulert og sender et signal. Aksjonspotensialet starter vanligvis når en stimuli endrer membranens ladning tilstrekkelig til å nå et kritisk terskelnivå. Dette er en kortvarig elektrisk endring der membranpotensialet plutselig blir positivt ladet i forhold til utsiden.

Hvilepotensialet er grunnlaget for et aksjonspotensial ettersom den gir en elektrisk ladning som kan endres dersom nevronet blir stimulert. På en annen måte - hvilepotensialet gir et energilager som cellen kan bruke dersom den blir stimulert. Dette er energi som kan endres (øke eller synke). Dersom denne energien endrer seg slik at den når terskels-nivået på -50mV vil et aksjonspotensial starte. Et aksjonspotensial skjer gjennom ulike faser og det er i den første fasen at nervecellen har det vi kaller for et hvilepotensial. Hvilemembranpotensialet er den elektriske ladningen som eksisterer før aksjonspotensialet begynner.

Vi kan oppsummeres deres relasjon på denne måten: Hvilemembranpotensialet er den elektriske tilstanden av et nevron når det ikke er aktivt, mens aksjonspotensialet er en midlertidig elektrisk endring i denne elektiske tilstanden som oppstår når nevronet er stimulert og sender et signal. Hvilemembranpotensialet danner grunnlaget for aksjonspotensialet ettersom den gir en elektrisk ladning som kan endres dersom nevronet blir stimulert og ved å opprettholde en negativ ladning i cellen.