આંતરકોષીય પ્રવાહીની તુલનામાં કોષ સાયટોપ્લાઝમની વિશ્રામી સંભવિતતા. ચેતા કોષના મૂળભૂત ગુણધર્મો

વ્યાખ્યાન 2. ઉત્તેજક પેશીઓનું સામાન્ય શરીરવિજ્ઞાન. આરામની સંભાવના. કાર્ય માટેની ક્ષમતા.

۩ ઉત્તેજના પ્રક્રિયાનો સાર. ઉત્તેજના પ્રક્રિયાનો સાર નીચે પ્રમાણે ઘડી શકાય છે. શરીરના તમામ કોષોમાં વિદ્યુત ચાર્જ હોય ​​છે, જે કોષની અંદર અને બહાર આયન અને કેશનની અસમાન સાંદ્રતા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. કોષની અંદર અને બહાર આયનોની વિવિધ સાંદ્રતા એ કોષ પટલની વિવિધ આયનોમાં અસમાન અભેદ્યતા અને આયન પંપની કામગીરીનું પરિણામ છે. ઉત્તેજનાની પ્રક્રિયા ઉત્તેજક કોષ પર ઉત્તેજનાની ક્રિયા સાથે શરૂ થાય છે. સૌપ્રથમ, સોડિયમ આયનો માટે તેના પટલની અભેદ્યતા ખૂબ જ ઝડપથી વધે છે અને ઝડપથી સામાન્ય થઈ જાય છે, પછી પોટેશિયમ આયનો માટે અને તે પણ ઝડપથી, પરંતુ થોડા સમય પછી, સામાન્ય થઈ જાય છે. પરિણામે, આયનો ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગ્રેડિયન્ટ અનુસાર કોષમાં અને બહાર જાય છે - આ ઉત્તેજનાની પ્રક્રિયા છે. ઉત્તેજના ત્યારે જ શક્ય છે જો કોષ સતત વિશ્રામી ક્ષમતા (મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ) જાળવી રાખે અને જ્યારે તે બળતરા થાય, ત્યારે કોષ પટલની અભેદ્યતા ઝડપથી બદલાઈ જાય.

۩ આરામની સંભાવના. આરામ સંભવિત (RP) - આરામની સ્થિતિમાં કોષના આંતરિક અને બાહ્ય વાતાવરણ વચ્ચે વિદ્યુત સંભવિતતામાં આ તફાવત છે. આ કિસ્સામાં, કોષની અંદર નકારાત્મક ચાર્જ નોંધાયેલ છે. વિવિધ કોષોમાં PP ની તીવ્રતા અલગ છે. આમ, હાડપિંજરના સ્નાયુ તંતુઓમાં 60-90 mV ની PP નોંધાય છે, ચેતાકોષોમાં - 50-80 mV, સરળ સ્નાયુઓમાં - 30-70 mV, કાર્ડિયાક સ્નાયુમાં - 80-90 mV. કોષ ઓર્ગેનેલ્સ પાસે તેમની પોતાની ચલ કલા વીજસ્થિતિમાન છે.

વિશ્રામી સંભવિતતાના અસ્તિત્વનું તાત્કાલિક કારણ કોષની અંદર અને બહાર આયનોની અસમાન સાંદ્રતા છે (કોષ્ટક 1 જુઓ!).

કોષ્ટક 1. સ્નાયુ કોશિકાઓમાં ઇન્ટ્રા- અને એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર આયન સાંદ્રતા.

કોષની અંદર અને બહાર આયનોનું અસમાન વિતરણ એ વિવિધ આયનોમાં કોષ પટલની અસમાન અભેદ્યતા અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળ સામે કોષની અંદર અને બહાર આયનોનું પરિવહન કરતા આયન પંપની કામગીરીનું પરિણામ છે. અભેદ્યતા - આ પ્રસરણ અને ગાળણના નિયમો અનુસાર પાણી, ચાર્જ વગરના અને ચાર્જ થયેલા કણોને પસાર કરવાની તેની ક્ષમતા છે. તે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે:

ચેનલના કદ અને કણોના કદ;

પટલમાં રહેલા કણોની દ્રાવ્યતા (કોષ પટલ તેમાં દ્રાવ્ય લિપિડ્સ માટે અભેદ્ય છે અને પેપ્ટાઇડ્સ માટે અભેદ્ય છે).

વાહકતા - ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગ્રેડિયન્ટ અનુસાર કોષ પટલમાંથી પસાર થવાની ચાર્જ કણોની ક્ષમતા છે.

વિવિધ આયનોની વિવિધ અભેદ્યતા PP ની રચનામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે:

પોટેશિયમ એ મુખ્ય આયન છે જે પીપીની રચનાને સુનિશ્ચિત કરે છે, કારણ કે તેની અભેદ્યતા સોડિયમની અભેદ્યતા કરતાં 100 ગણી વધારે છે. જ્યારે કોષમાં પોટેશિયમની સાંદ્રતા ઘટે છે, ત્યારે પીપી ઘટે છે, અને જ્યારે તે વધે છે, ત્યારે તે વધે છે. તે સેલની અંદર અને બહાર જઈ શકે છે. બાકીના સમયે ઇનકમિંગની સંખ્યા પોટેશિયમ આયનોઅને તેના આઉટગોઇંગ આયનો સંતુલિત છે અને કહેવાતા પોટેશિયમ સંતુલન સંભવિત સ્થાપિત થાય છે, જેની ગણતરી નર્ન્સ્ટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. તેની કાર્યપદ્ધતિ નીચે મુજબ છે: વિદ્યુત અને સાંદ્રતા ઢાળ એકબીજાનો વિરોધ કરતા હોવાથી, પોટેશિયમ એકાગ્રતા ઢાળ સાથે બહાર જવાનું વલણ ધરાવે છે, અને કોષની અંદરનો નકારાત્મક ચાર્જ અને કોષની બહારનો હકારાત્મક ચાર્જ આને અટકાવે છે. પછી ઇનકમિંગ આયનોની સંખ્યા આઉટગોઇંગ આયનોની સંખ્યા જેટલી થાય છે.

સોડિયમ કોષમાં પ્રવેશ કરે છે. પોટેશિયમની અભેદ્યતાની તુલનામાં તેની અભેદ્યતા ઓછી છે, તેથી પીપીની રચનામાં તેનું યોગદાન ઓછું છે.

ક્લોરિન ઓછી માત્રામાં કોષમાં પ્રવેશ કરે છે, કારણ કે તેના માટે પટલની અભેદ્યતા ઓછી છે, અને તે સોડિયમ આયનોની માત્રા (વિરુદ્ધ ચાર્જ આકર્ષે છે) દ્વારા સંતુલિત છે. પરિણામે, પીપીની રચનામાં તેનું યોગદાન ઓછું છે.

ઓર્ગેનિક આયન (ગ્લુટામેટ, એસ્પાર્ટેટ, ઓર્ગેનિક ફોસ્ફેટ્સ, સલ્ફેટ) કોષને બિલકુલ છોડી શકતા નથી, કારણ કે તે મોટા હોય છે. તેથી, તેમના કારણે, કોષની અંદર નકારાત્મક ચાર્જ રચાય છે.

પીપીની રચનામાં કેલ્શિયમ આયનોની ભૂમિકા એ છે કે તેઓ કોષ પટલના બાહ્ય નકારાત્મક ચાર્જ અને ઇન્ટરસ્ટિટિયમના નકારાત્મક કાર્બોક્સિલ જૂથો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેમને તટસ્થ કરે છે, જે પીપીના સ્થિરીકરણ તરફ દોરી જાય છે.

ઉપરોક્ત આયનો ઉપરાંત, પટલના સપાટીના ચાર્જ (મોટે ભાગે નકારાત્મક) પણ PPની રચનામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. તેઓ ગ્લાયકોપ્રોટીન, ગ્લાયકોલિપિડ્સ અને ફોસ્ફોલિપિડ્સ દ્વારા રચાય છે: નિશ્ચિત બાહ્ય નકારાત્મક ચાર્જ, પટલની બાહ્ય સપાટીના હકારાત્મક ચાર્જને તટસ્થ કરે છે, પીપી ઘટાડે છે, અને પટલના નિશ્ચિત આંતરિક નકારાત્મક શુલ્ક, તેનાથી વિપરીત, પીપી વધારો, સારાંશ. કોષની અંદર anions સાથે. આમ, વિશ્રામી સંભવિત એ કોષની બહાર અને અંદર આયનોના તમામ હકારાત્મક અને નકારાત્મક શુલ્ક અને કોષ પટલના સપાટીના શુલ્કનો બીજગણિતીય સરવાળો છે..

પીપીની રચનામાં આયન પંપની ભૂમિકા. આયન પંપ એક પ્રોટીન પરમાણુ છે જે વિદ્યુત અને સાંદ્રતા ઢાળથી વિપરીત, ઊર્જાના સીધા ખર્ચ સાથે આયનના સ્થાનાંતરણને સુનિશ્ચિત કરે છે. સોડિયમ અને પોટેશિયમના સંયુક્ત પરિવહનના પરિણામે, કોષની અંદર અને બહાર આ આયનોની સાંદ્રતામાં સતત તફાવત જાળવવામાં આવે છે. એક ATP પરમાણુ Na/K પંપનું એક ચક્ર પૂરું પાડે છે - કોષની બહાર ત્રણ સોડિયમ આયન અને કોષની અંદર બે પોટેશિયમ આયનોનું સ્થાનાંતરણ. આમ, પીપી વધે છે. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની રચના માટે, એટલે કે ઉત્તેજના પ્રક્રિયાની રચના માટે વિશ્રામી સંભવિતનું સામાન્ય મૂલ્ય આવશ્યક સ્થિતિ છે.

۩કાર્ય માટેની ક્ષમતા. કાર્ય માટેની ક્ષમતા એક ઇલેક્ટ્રોફિઝીયોલોજીકલ પ્રક્રિયા છે જે પટલની અભેદ્યતામાં ફેરફાર અને કોષની અંદર અને બહાર આયનોના પ્રસારને કારણે મેમ્બ્રેન સંભવિતમાં ઝડપી વધઘટમાં વ્યક્ત થાય છે. પીડીની ભૂમિકા ચેતા કોષો, ચેતા કેન્દ્રો અને કાર્યકારી અંગો વચ્ચે સંકેતોના પ્રસારણની ખાતરી કરવા માટે છે; સ્નાયુઓમાં, પીડી ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ જોડાણની પ્રક્રિયાને સુનિશ્ચિત કરે છે. PD એ "બધા અથવા કંઇ" કાયદાને આધીન છે. જો ઉત્તેજનાની શક્તિ ઓછી હોય, તો સ્થાનિક સંભવિત ઊભી થાય છે જે ફેલાતું નથી.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનમાં ત્રણ તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે: વિધ્રુવીકરણ, એટલે કે, પીપીનું અદ્રશ્ય થવું; વ્યુત્ક્રમ - સેલ ચાર્જના સાઇનને વિરુદ્ધમાં બદલવું; પુનઃધ્રુવીકરણ - મૂળ સાંસદની પુનઃસ્થાપના.

સક્રિય સંભવિત ઘટનાની પદ્ધતિ.

વિધ્રુવીકરણ તબક્કો . જ્યારે ઉત્તેજના કોષ પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે કોષ પટલનું પ્રારંભિક આંશિક વિધ્રુવીકરણ તેની અભેદ્યતાને આયનોમાં બદલ્યા વિના થાય છે. જ્યારે વિધ્રુવીકરણ થ્રેશોલ્ડ મૂલ્યના આશરે 50% સુધી પહોંચે છે, ત્યારે Na + માટે પટલની અભેદ્યતા વધે છે, અને પ્રથમ પ્રમાણમાં ધીમે ધીમે. આ સમયગાળા દરમિયાન, કોષમાં Na + ની હિલચાલને સુનિશ્ચિત કરતું પ્રેરક બળ એકાગ્રતા અને વિદ્યુત ઘટકો છે. ચાલો યાદ રાખીએ કે કોષની અંદરનો ભાગ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે (વિરુદ્ધ ચાર્જ આકર્ષે છે), અને કોષની બહાર Na + ની સાંદ્રતા કોષની અંદર કરતા 12 ગણી વધારે છે. કોષમાં Na + ના વધુ પ્રવેશને સુનિશ્ચિત કરતી સ્થિતિ એ કોષ પટલની અભેદ્યતામાં વધારો છે, જે સોડિયમ ચેનલોના ગેટ મિકેનિઝમની સ્થિતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સોડિયમ ચેનલોની ગેટીંગ મિકેનિઝમ કોષ પટલની બાહ્ય અને આંતરિક બાજુઓ પર સ્થિત છે, પોટેશિયમ ચેનલોની ગેટીંગ મિકેનિઝમ માત્ર પટલની અંદરની બાજુએ સ્થિત છે. સોડિયમ ચેનલોમાં એક સક્રિયકરણ એમ-ગેટ હોય છે, જે કોષ પટલની બહાર સ્થિત હોય છે, અને એક નિષ્ક્રિયકરણ એચ-ગેટ હોય છે, જે પટલની અંદર સ્થિત હોય છે. આરામની સ્થિતિમાં, સક્રિયકરણ એમ-ગેટ બંધ છે, અને નિષ્ક્રિયકરણ એચ-ગેટ ખુલ્લો છે. પોટેશિયમ સક્રિયકરણ દ્વાર બંધ છે, પરંતુ પોટેશિયમ નિષ્ક્રિયકરણ દ્વાર નથી. જ્યારે કોષનું વિધ્રુવીકરણ નિર્ણાયક મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, જે સામાન્ય રીતે 50 mV હોય છે, ત્યારે Na + માટે પટલની અભેદ્યતા ઝડપથી વધે છે, કારણ કે મોટી સંખ્યામાં સોડિયમ ચેનલોના વોલ્ટેજ-આધારિત એમ-ગેટ્સ ખુલે છે અને સોડિયમ આયનો હિમપ્રપાતમાં કોષમાં ધસી જાય છે. . કોષ પટલના વિકાસશીલ વિધ્રુવીકરણને કારણે તેની અભેદ્યતામાં વધારાનો વધારો થાય છે અને તે મુજબ, સોડિયમ વાહકતા: વધુ અને વધુ સક્રિયકરણ એમ-ગેટ્સ ખુલે છે. પરિણામે, પીપી અદૃશ્ય થઈ જાય છે, એટલે કે, તે શૂન્યની બરાબર બને છે. વિધ્રુવીકરણનો તબક્કો અહીં સમાપ્ત થાય છે. તેની અવધિ આશરે 0.2-0.5 એમએસ છે.

વ્યુત્ક્રમ તબક્કો . મેમ્બ્રેન રિચાર્જિંગની પ્રક્રિયા એપીના બીજા તબક્કાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે - વ્યુત્ક્રમ તબક્કો. વ્યુત્ક્રમ તબક્કાને ચડતા અને ઉતરતા ઘટકોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. વધતો ભાગ . પીપીના અદ્રશ્ય થયા પછી, કોષમાં સોડિયમ આયનોનો પ્રવેશ ચાલુ રહે છે, કારણ કે સોડિયમ સક્રિયકરણ એમ-ગેટ હજુ પણ ખુલ્લું છે. પરિણામે, કોષની અંદરનો ચાર્જ હકારાત્મક બને છે અને બહારનો ચાર્જ નકારાત્મક બને છે. મિલિસેકન્ડના અપૂર્ણાંકમાં, સોડિયમ આયનો કોષમાં પ્રવેશવાનું ચાલુ રાખે છે. આમ, AP શિખરનો સમગ્ર ચડતો ભાગ મુખ્યત્વે કોષમાં Na + ના પ્રવેશ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. વ્યુત્ક્રમ તબક્કાનો ઉતરતા ઘટક . વિધ્રુવીકરણની શરૂઆત પછી આશરે 0.2-0.5 ms પછી, સોડિયમ નિષ્ક્રિયકરણ એચ-ગેટ બંધ થવા અને પોટેશિયમ સક્રિયકરણ દ્વાર ખોલવાના પરિણામે AP માં વધારો અટકી જાય છે. પોટેશિયમ મુખ્યત્વે કોષની અંદર સ્થિત હોવાથી, તે, એકાગ્રતા ઢાળ અનુસાર, તેને ઝડપથી છોડવાનું શરૂ કરે છે, પરિણામે કોષમાં સકારાત્મક ચાર્જ આયનોની સંખ્યામાં ઘટાડો થાય છે. સેલનો ચાર્જ ફરીથી ઓછો થવા લાગે છે. વ્યુત્ક્રમ તબક્કાના ડાઉનવર્ડ ઘટક દરમિયાન, કોષમાંથી પોટેશિયમ આયનોની બહાર નીકળવાની પણ વિદ્યુત ઢાળ દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે. K+ સકારાત્મક ચાર્જ દ્વારા કોષની બહાર ધકેલવામાં આવે છે અને કોષની બહારથી નકારાત્મક ચાર્જ દ્વારા આકર્ષાય છે. કોષની અંદરનો સકારાત્મક ચાર્જ સંપૂર્ણપણે અદૃશ્ય થઈ જાય ત્યાં સુધી આ ચાલુ રહે છે. પોટેશિયમ માત્ર નિયંત્રિત ચેનલો દ્વારા જ નહીં, પણ અનિયંત્રિત ચેનલો - લીક ચેનલો દ્વારા પણ કોષ છોડે છે. AP કંપનવિસ્તારમાં AP મૂલ્ય અને વ્યુત્ક્રમ તબક્કા મૂલ્યનો સમાવેશ થાય છે, જે વિવિધ કોષોમાં 10-50 mV છે.

પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કો . જ્યારે સક્રિયકરણ પોટેશિયમ ચેનલો ખુલ્લી હોય છે, ત્યારે K+ હજુ પણ કોષ છોડવાનું ચાલુ રાખે છે, રાસાયણિક ઢાળ અનુસાર. કોષની અંદરનો ચાર્જ નકારાત્મક બને છે, અને બહાર - સકારાત્મક, તેથી, વિદ્યુત ઢાળ કોષમાંથી પોટેશિયમ આયનોના પ્રકાશનને તીવ્રપણે અટકાવે છે. પરંતુ રાસાયણિક ઢાળની મજબૂતાઈ વિદ્યુત ઢાળની મજબૂતાઈ કરતા વધારે હોવાથી, પોટેશિયમ આયનો કોષમાંથી ખૂબ જ ધીમે ધીમે છોડવાનું ચાલુ રાખે છે. પછી સક્રિયકરણ પોટેશિયમ ગેટ બંધ થાય છે, માત્ર લીક ચેનલો દ્વારા પોટેશિયમ આયનોની બહાર નીકળે છે, એટલે કે, અનિયંત્રિત ચેનલો દ્વારા એકાગ્રતા ઢાળ સાથે.

આમ, PD કોષમાં પ્રવેશતા સોડિયમ આયનોની ચક્રીય પ્રક્રિયા અને તેમાંથી પોટેશિયમના અનુગામી પ્રકાશનને કારણે થાય છે. ચેતા કોષોમાં AP ની ઘટનામાં Ca 2+ ની ભૂમિકા નજીવી છે. જો કે, Ca 2+ કાર્ડિયાક સ્નાયુ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની ઘટનામાં, એક ચેતાકોષમાંથી બીજા ચેતાકોષમાં આવેગના પ્રસારણમાં, ચેતા તંતુમાંથી સ્નાયુ તંતુમાં, અને સ્નાયુ સંકોચનની ખાતરી કરવામાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

AP ને અનુસરીને, ટ્રેસ અસાધારણ ઘટના (મજ્જાતંતુઓની લાક્ષણિકતા) ઊભી થાય છે - પ્રથમ ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશન, અને પછી ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ. ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશનકોષ પટલ સામાન્ય રીતે પોટેશિયમ આયનોમાં કલાની હજુ પણ વધેલી અભેદ્યતાનું પરિણામ છે. ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ Na + માટે મેમ્બ્રેનની અભેદ્યતામાં ટૂંકા ગાળાના વધારા અને રાસાયણિક અને વિદ્યુત ઘટકો અનુસાર કોષમાં તેના પ્રવેશ સાથે સંકળાયેલ છે.

વધુમાં, ત્યાં છે: a) કહેવાતા તબક્કા સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તન, અથવા કોષની સંપૂર્ણ અસ્પષ્ટતા. તે એપીની ટોચ પર થાય છે અને 1-2 એમએસ સુધી ચાલે છે; અને b) સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન તબક્કો- કોષના આંશિક પુનઃસ્થાપનનો સમયગાળો, જ્યારે મજબૂત બળતરા નવી ઉત્તેજનાનું કારણ બની શકે છે. સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન એ પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કાના અંતિમ ભાગ અને કોષ પટલના અનુગામી હાયપરપોલરાઇઝેશનને અનુરૂપ છે. ન્યુરોન્સમાં, હાઇપરપોલરાઇઝેશનને પગલે, કોષ પટલનું આંશિક વિધ્રુવીકરણ શક્ય છે. આ સમયગાળા દરમિયાન, આગામી સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન નબળા ઉત્તેજનાને કારણે થઈ શકે છે, કારણ કે એમપી સામાન્ય કરતાં થોડો ઓછો છે. આ સમયગાળો કહેવામાં આવે છે ઉન્નતિનો તબક્કો(વધેલી ઉત્તેજનાનો સમયગાળો).

સેલ ઉત્તેજનામાં તબક્કાવાર ફેરફારોનો દર તેની લેબિલિટી નક્કી કરે છે. ક્ષમતા, અથવા કાર્યાત્મક ગતિશીલતા, ઉત્તેજનાના એક ચક્રની ગતિ છે. ઉત્તેજક રચનાની ક્ષમતાનું માપ એ એપીની મહત્તમ સંખ્યા છે જે તે 1 સેકન્ડમાં પુનઃઉત્પાદન કરી શકે છે. સામાન્ય રીતે ઉત્તેજના 1 ms કરતા ઓછી રહે છે અને તે વિસ્ફોટ જેવી હોય છે. આવા "વિસ્ફોટ" શક્તિશાળી રીતે આગળ વધે છે, પરંતુ ઝડપથી સમાપ્ત થાય છે.

સ્નાયુઓ, તફાવતો દસ્તાવેજ

... . ઉત્તેજના કાપડઅને તેનું માપ. બળતરાના નિયમો ઉત્તેજક કાપડ: તાકાત, સમય ક્રિયાઓબળતરા... સંભવિત શાંતિ(એમપીપી); 2) પટલ સંભવિત ક્રિયાઓ(એમપીડી); 3) સંભવિતબેઝલ મેટાબોલિક ગ્રેડિયન્ટ (મેટાબોલિક સંભવિત). સંભવિત ...

ઓસ્મોટિક સંતુલન સ્થાપિત કરવાની પ્રક્રિયામાં કોષના સાયટોપ્લાઝમમાંથી પર્યાવરણમાં પોટેશિયમ આયનો હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરે છે. કાર્બનિક એસિડના આયન, જે સાયટોપ્લાઝમમાં પોટેશિયમ આયનોના ચાર્જને તટસ્થ કરે છે, તે કોષને છોડી શકતા નથી, પરંતુ પોટેશિયમ આયનો, જેની સાંદ્રતા સાયટોપ્લાઝમમાં વધુ હોય છે. પર્યાવરણ, સાયટોપ્લાઝમથી સુધી ફેલાય છે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જકોષ પટલ પર તેમની સાંદ્રતા ઢાળને સંતુલિત કરવાનું શરૂ કરશે નહીં.

જ્ઞાનકોશીય YouTube

1 / 3

✪ મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ - ભાગ 1

✪ આરામ સંભવિત: - 70 mV. વિધ્રુવીકરણ, પુનઃધ્રુવીકરણ

✪ આરામની સંભાવના

સબટાઈટલ

હું એક નાનો કોષ દોરીશ. આ એક લાક્ષણિક કોષ હશે, અને તે પોટેશિયમથી ભરેલું છે. આપણે જાણીએ છીએ કે કોષો તેને પોતાની અંદર સંગ્રહિત કરવાનું પસંદ કરે છે. પોટેશિયમ ઘણો. ચાલો તેની સાંદ્રતા લગભગ 150 મિલીમોલ્સ પ્રતિ લિટર હોય. પોટેશિયમની વિશાળ માત્રા. ચાલો આને કૌંસમાં મૂકીએ કારણ કે કૌંસ એકાગ્રતાને દર્શાવે છે. બહારથી કેટલાક પોટેશિયમ પણ હોય છે. અહીં સાંદ્રતા પ્રતિ લિટર આશરે 5 મિલીમોલ્સ હશે. હું તમને બતાવીશ કે એકાગ્રતા ઢાળ કેવી રીતે સ્થાપિત થશે. તે પોતાની મેળે થતું નથી. આ માટે ઘણી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. બે પોટેશિયમ આયનો કોષમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે, અને તે જ સમયે ત્રણ સોડિયમ આયન કોષમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. આ રીતે પોટેશિયમ આયનો શરૂઆતમાં અંદર જાય છે. હવે જ્યારે તેઓ અંદર છે, શું તેઓ પોતાની મેળે ત્યાં રહેશે? અલબત્ત નહીં. તેઓ નકારાત્મક ચાર્જ સાથે આયન, નાના અણુઓ અથવા અણુઓ શોધે છે અને તેમની નજીક સ્થાયી થાય છે. આમ કુલ ચાર્જ તટસ્થ બને છે. દરેક કેશનનું પોતાનું આયન હોય છે. અને સામાન્ય રીતે આ એનિઓન્સ પ્રોટીન હોય છે, અમુક પ્રકારની રચનાઓ કે જે નકારાત્મક બાજુની સાંકળ ધરાવે છે. તે ક્લોરાઇડ અથવા, ઉદાહરણ તરીકે, ફોસ્ફેટ હોઈ શકે છે. કંઈપણ. આમાંથી કોઈપણ આયન કરશે. હું થોડા વધુ anions દોરીશ. તો અહીં બે પોટેશિયમ આયનો છે જે હમણાં જ કોષની અંદર આવ્યા છે, આ બધું હવે જેવું દેખાય છે. જો બધું સારું અને સ્થિર હોય, તો આ તેઓ જેવો દેખાય છે. અને વાસ્તવમાં, સંપૂર્ણ ન્યાયી બનવા માટે, પોટેશિયમ આયનો સાથે અહીં નાના આયન પણ જોવા મળે છે. કોષમાં નાના છિદ્રો છે જેના દ્વારા પોટેશિયમ બહાર નીકળી શકે છે. ચાલો જોઈએ કે આ કેવું દેખાશે અને અહીં જે થઈ રહ્યું છે તેના પર તેની કેવી અસર થશે. તેથી અમારી પાસે આ નાની ચેનલો છે. ફક્ત પોટેશિયમ તેમના દ્વારા પસાર થઈ શકે છે. એટલે કે, આ ચેનલો પોટેશિયમ માટે ખૂબ જ વિશિષ્ટ છે. તેમનામાંથી બીજું કંઈ પસાર થઈ શકતું નથી. ન તો આયન કે પ્રોટીન. પોટેશિયમ આયનો આ ચેનલો અને તર્ક શોધી રહ્યા હોય તેવું લાગે છે: “વાહ, કેટલું રસપ્રદ! અહીં ઘણું પોટેશિયમ છે! આપણે બહાર જવું જોઈએ." અને આ બધા પોટેશિયમ આયનો કોષને ખાલી છોડી દે છે. તેઓ બહાર જાય છે. અને પરિણામે, એક રસપ્રદ વસ્તુ થાય છે. તેમાંથી મોટાભાગના બહારની તરફ ગયા છે. પરંતુ બહાર પહેલાથી જ ઘણા પોટેશિયમ આયનો છે. મેં કહ્યું કે અહીં આ નાનો આયન છે અને તે સૈદ્ધાંતિક રીતે અંદર આવી શકે છે. જો તે ઈચ્છે તો આ સેલમાં પ્રવેશી શકે છે. પરંતુ હકીકત એ છે કે એકંદરે, કુલ મળીને, તમારી અંદરની બાજુ કરતાં બહારની તરફ વધુ હિલચાલ છે. હવે હું આ પાથને ભૂંસી રહ્યો છું કારણ કે હું ઈચ્છું છું કે તમે યાદ રાખો કે અમારી પાસે વધુ પોટેશિયમ આયનો છે જે એકાગ્રતા ઢાળને કારણે બહાર આવવા માંગે છે. આ પહેલો તબક્કો છે. મને આ લખવા દો. એકાગ્રતા ઢાળને કારણે પોટેશિયમ બહારની તરફ જાય છે. પોટેશિયમ બહારની તરફ જવા લાગે છે. પાંજરું છોડી દે છે. પછી શું? ચાલો હું તેને બહાર જવાની પ્રક્રિયામાં દોરું. આ પોટેશિયમ આયન હવે અહીં છે, અને આ અહીં છે. માત્ર આયન બાકી છે. પોટેશિયમ ગયા પછી તેઓ રહી ગયા. અને આ આયનો નકારાત્મક ચાર્જ ઉત્પન્ન કરવાનું શરૂ કરે છે. ખૂબ મોટો નકારાત્મક ચાર્જ. આગળ અને પાછળ ફરતા માત્ર થોડા જ આયન નકારાત્મક ચાર્જ બનાવે છે. અને બહારના પોટેશિયમ આયનોને લાગે છે કે આ બધું ખૂબ જ રસપ્રદ છે. અહીં નકારાત્મક ચાર્જ છે. અને કારણ કે તે ત્યાં છે, તેઓ તેના તરફ આકર્ષાય છે, કારણ કે તેમની પાસે સકારાત્મક ચાર્જ છે. તેઓ નકારાત્મક ચાર્જ તરફ દોરવામાં આવે છે. તેઓ પાછા આવવા માંગે છે. હવે તેના વિશે વિચારો. તમારી પાસે એકાગ્રતા ઢાળ છે જે પોટેશિયમને બહાર ધકેલી દે છે. પરંતુ, બીજી બાજુ, એક પટલ સંભવિત છે - માં આ બાબતેનકારાત્મક - જે એ હકીકતને કારણે થાય છે કે પોટેશિયમ એક આયન પાછળ છોડી ગયું છે. આ સંભવિત પોટેશિયમને પાછા વહેવા માટે ઉત્તેજિત કરે છે. એક બળ, એકાગ્રતા, પોટેશિયમ આયનને બહાર ધકેલે છે, બીજું બળ, મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ, જે પોટેશિયમ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, તેને પાછા દબાણ કરે છે. હું થોડી જગ્યા ખાલી કરીશ. હવે હું તમને કંઈક રસપ્રદ બતાવીશ. ચાલો બે વળાંકો બાંધીએ. હું આ સ્લાઇડ પર કંઈપણ ચૂકી ન જવાનો પ્રયાસ કરીશ. હું અહીં બધું દોરીશ અને પછી તેનો એક નાનો ટુકડો દેખાશે. અમે બે વળાંકો બાંધીએ છીએ. તેમાંથી એક એકાગ્રતા ઢાળ માટે હશે, અને અન્ય કલા સંભવિત માટે હશે. આ બહારના પોટેશિયમ આયનો હશે. જો તમે સમયાંતરે તેમને અનુસરો છો - આ વખતે - તમને આના જેવું કંઈક મળશે. પોટેશિયમ આયનો ચોક્કસ બિંદુએ બહાર આવે છે અને સંતુલન સુધી પહોંચે છે. ચાલો આ અક્ષ પર સમય સાથે તે જ કરીએ. આ આપણી મેમ્બ્રેન સંભવિત હશે. અમે શૂન્ય સમય બિંદુથી પ્રારંભ કરીએ છીએ અને નકારાત્મક પરિણામ મેળવીએ છીએ. નેગેટિવ ચાર્જ વધુ ને વધુ મોટો થતો જશે. આપણે મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલના શૂન્ય બિંદુથી શરૂ કરીએ છીએ, અને તે બિંદુએ છે જ્યાં પોટેશિયમ આયનો બહાર નીકળવાનું શરૂ કરે છે અને નીચે મુજબ થાય છે. IN સામાન્ય રૂપરેખાબધું ખૂબ સમાન છે, પરંતુ તે એકાગ્રતા ઢાળમાં ફેરફાર સાથે સમાંતર હોય તેમ થાય છે. અને જ્યારે આ બે મૂલ્યો એકબીજાને સમાન બનાવે છે, જ્યારે પોટેશિયમ આયનોની સંખ્યા બહાર જતા પોટેશિયમ આયનોની સંખ્યા સમાન હોય છે, ત્યારે તમને આ ઉચ્ચપ્રદેશ મળે છે. અને તે તારણ આપે છે કે ચાર્જ માઈનસ 92 મિલીવોલ્ટ છે. આ બિંદુએ, જ્યાં પોટેશિયમ આયનોની કુલ હિલચાલના સંદર્ભમાં વ્યવહારીક રીતે કોઈ તફાવત નથી, સંતુલન અવલોકન કરવામાં આવે છે. તેનું પોતાનું નામ પણ છે - "પોટેશિયમ માટે સંતુલન સંભવિત". જ્યારે મૂલ્ય માઈનસ 92 સુધી પહોંચે છે - અને તે આયનોના પ્રકારને આધારે અલગ પડે છે - જ્યારે પોટેશિયમ માટે માઈનસ 92 સુધી પહોંચે છે, ત્યારે સંભવિત સંતુલન બનાવવામાં આવે છે. ચાલો હું લખું કે પોટેશિયમનો ચાર્જ માઈનસ 92 છે. આ ત્યારે જ બને છે જ્યારે કોષ માત્ર એક જ તત્વ, ઉદાહરણ તરીકે, પોટેશિયમ આયનો માટે અભેદ્ય હોય. અને હજુ પણ એક પ્રશ્ન ઊભો થઈ શકે છે. તમે વિચારી રહ્યા હશો, “ઠીક છે, થોડી વાર રાહ જુઓ! જો પોટેશિયમ આયનો બહારની તરફ જાય છે - જે તેઓ કરે છે - તો શું આપણી પાસે ચોક્કસ બિંદુએ ઓછી સાંદ્રતા નથી કારણ કે પોટેશિયમ પહેલેથી જ અહીંથી નીકળી ગયું છે, અને પોટેશિયમ બહારની તરફ આગળ વધવાથી અહીં ઉચ્ચ સાંદ્રતા પ્રાપ્ત થાય છે?" તકનીકી રીતે તે છે. અહીં, બહાર, ત્યાં વધુ પોટેશિયમ આયનો છે. અને મેં ઉલ્લેખ કર્યો નથી કે વોલ્યુમ પણ બદલાય છે. અહીં વધુ એકાગ્રતા પ્રાપ્ત થાય છે. અને તે જ કોષ માટે સાચું છે. તકનીકી રીતે ઓછી સાંદ્રતા છે. પરંતુ મેં ખરેખર મૂલ્ય બદલ્યું નથી. અને તેનું કારણ આ છે. આ મૂલ્યો જુઓ, આ શલભ છે. અને આ એક મોટી સંખ્યા છે, શું તમે સંમત નથી? 6.02 ગુણ્યા 10 થી ઓછા 23 ની ઘાત એ બિલકુલ નાની સંખ્યા નથી. અને જો તમે તેને 5 વડે ગુણાકાર કરો છો, તો તમને અંદાજે મળશે - ચાલો હું ઝડપથી ગણતરી કરું કે અમને શું મળ્યું. 6 ગુણ્યા 5 એટલે 30. અને અહીં મિલિમોલ્સ છે. 10 થી 20 મોલ્સ સુધી. આ પોટેશિયમ આયનોનો માત્ર એક વિશાળ જથ્થો છે. અને નકારાત્મક ચાર્જ બનાવવા માટે, તમારે તેમાંથી ખૂબ ઓછી જરૂર છે. એટલે કે, આયનોની હિલચાલને કારણે થતા ફેરફારો 10 થી 20મી શક્તિની તુલનામાં નજીવા હશે. આથી જ એકાગ્રતામાં થતા ફેરફારોને ધ્યાનમાં લેવામાં આવતા નથી.

શોધનો ઇતિહાસ

મોટાભાગના ચેતાકોષો માટે વિશ્રામી સંભવિત −60 mV - −70 mV ના ક્રમમાં છે. બિન-ઉત્તેજનાત્મક પેશીઓના કોષોમાં પણ પટલ પર સંભવિત તફાવત હોય છે, જે વિવિધ પેશીઓ અને જીવોના કોષો માટે અલગ હોય છે.

વિશ્રામી સંભવિત રચના

પીપી બે તબક્કામાં રચાય છે.

પ્રથમ તબક્કો: 3: 2 ના ગુણોત્તરમાં K + માટે Na + ના અસમાન અસમપ્રમાણ વિનિમયને કારણે કોષની અંદર સહેજ (-10 mV) નકારાત્મકતાનું સર્જન. પરિણામે, વધુ સકારાત્મક ચાર્જ કોષને સોડિયમ સાથે છોડી દે છે. પોટેશિયમ સોડિયમ-પોટેશિયમ પંપની આ વિશેષતા, જે આ આયનોને એટીપી ઊર્જાના ખર્ચ સાથે પટલ દ્વારા વિનિમય કરે છે, તેની ઇલેક્ટ્રોજેનિસિટી સુનિશ્ચિત કરે છે.

પીપી રચનાના પ્રથમ તબક્કે પટલ આયન એક્સ્ચેન્જર પંપની પ્રવૃત્તિના પરિણામો નીચે મુજબ છે:

1. કોષમાં સોડિયમ આયન (Na +) ની ઉણપ.

2. કોષમાં વધારાનું પોટેશિયમ આયનો (K +).

3. પટલ પર નબળા ઇલેક્ટ્રિક સંભવિત (-10 mV) નો દેખાવ.

બીજો તબક્કો:પટલ દ્વારા તેમાંથી K + આયનોના લિકેજને કારણે કોષની અંદર નોંધપાત્ર (-60 mV) નકારાત્મકતાનું સર્જન. પોટેશિયમ આયનો K+ કોષમાંથી નીકળી જાય છે અને તેમાંથી સકારાત્મક ચાર્જ દૂર કરે છે, નકારાત્મક ચાર્જને −70 mV પર લાવે છે.

તેથી, વિશ્રામી કલા વીજસ્થિતિમાન એ કોષની અંદરના સકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જની ઉણપ છે, જે તેમાંથી હકારાત્મક પોટેશિયમ આયનોના લીકેજ અને સોડિયમ-પોટેશિયમ પંપની ઇલેક્ટ્રોજેનિક ક્રિયાના પરિણામે થાય છે.

આરામની સંભાવના

મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ (અથવા વિશ્રામી સંભવિત) એ સંબંધિત શારીરિક આરામની સ્થિતિમાં પટલની બાહ્ય અને આંતરિક સપાટી વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત છે. વિશ્રામી સંભવિત બે કારણોના પરિણામે ઉદભવે છે:

1) પટલની બંને બાજુઓ પર આયનોનું અસમાન વિતરણ;

2) આયનો માટે પટલની પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતા.

બાકીના સમયે, પટલ વિવિધ આયનોમાં અસમાન રીતે અભેદ્ય હોય છે. કોષ પટલ K આયનો માટે અભેદ્ય છે, Na આયન માટે સહેજ અભેદ્ય છે અને કાર્બનિક પદાર્થો માટે અભેદ્ય છે.

આ બે પરિબળોને લીધે, આયનોની હિલચાલ માટે પરિસ્થિતિઓ બનાવવામાં આવે છે. આ ચળવળ નિષ્ક્રિય પરિવહન દ્વારા ઊર્જા વપરાશ વિના થાય છે - આયન સાંદ્રતામાં તફાવતના પરિણામે પ્રસરણ. K આયનો કોષમાંથી નીકળી જાય છે અને કલાની બાહ્ય સપાટી પર હકારાત્મક ચાર્જમાં વધારો કરે છે, Cl આયનો નિષ્ક્રિયપણે કોષમાં જાય છે, જે કોષની બાહ્ય સપાટી પર હકારાત્મક ચાર્જમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. Na આયનો પટલની બાહ્ય સપાટી પર એકઠા થાય છે અને તેના હકારાત્મક ચાર્જમાં વધારો કરે છે. કાર્બનિક સંયોજનોકોષની અંદર રહે છે. આ ચળવળના પરિણામે, પટલની બાહ્ય સપાટી હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, અને આંતરિક સપાટી નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. પટલની આંતરિક સપાટી સંપૂર્ણપણે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થઈ શકતી નથી, પરંતુ તે હંમેશા બાહ્ય સપાટીની તુલનામાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે છે. કોષ પટલની આ સ્થિતિને ધ્રુવીકરણની સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે. પટલ પર સંભવિત તફાવત સંતુલિત ન થાય ત્યાં સુધી આયનોની હિલચાલ ચાલુ રહે છે, એટલે કે, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંતુલન થાય છે. સંતુલનની ક્ષણ બે દળો પર આધારિત છે:

1) પ્રસરણ દળો;

2) ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંતુલન મૂલ્ય:

1) આયન અસમપ્રમાણતા જાળવવી;

2) મેમ્બ્રેન સંભવિતને સતત સ્તરે જાળવી રાખવું.

કલા વીજસ્થિતિમાનની ઘટનામાં પ્રસરણ બળ (આયન સાંદ્રતામાં તફાવત) અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના બળનો સમાવેશ થાય છે, તેથી કલા વીજસ્થિતિમાનને સાંદ્રતા-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કહેવામાં આવે છે.

આયનીય અસમપ્રમાણતા જાળવવા માટે, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંતુલન પૂરતું નથી. કોષમાં બીજી પદ્ધતિ છે - સોડિયમ-પોટેશિયમ પંપ. સોડિયમ-પોટેશિયમ પંપ એ આયનોના સક્રિય પરિવહનને સુનિશ્ચિત કરવા માટેની એક પદ્ધતિ છે. કોષ પટલમાં ટ્રાન્સપોર્ટર્સની સિસ્ટમ હોય છે, જેમાંથી દરેક કોષની અંદર રહેલા ત્રણ Na આયનોને જોડે છે અને તેને બહાર વહન કરે છે. બહારથી, ટ્રાન્સપોર્ટર કોષની બહાર સ્થિત બે K આયન સાથે જોડાય છે અને તેમને સાયટોપ્લાઝમમાં પરિવહન કરે છે. ATP ના ભંગાણથી ઉર્જા પ્રાપ્ત થાય છે.

કાર્ય માટેની ક્ષમતા

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન એ કલા વીજસ્થિતિમાનમાં ફેરફાર છે જે થ્રેશોલ્ડ અને સુપરથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજનાની ક્રિયા હેઠળ પેશીઓમાં થાય છે, જે કોષ પટલના રિચાર્જિંગ સાથે હોય છે.

જ્યારે થ્રેશોલ્ડ અથવા સુપ્રાથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજનાના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે આયનો માટે કોષ પટલની અભેદ્યતા વિવિધ ડિગ્રીઓમાં બદલાય છે. Na આયનો માટે તે વધે છે અને ઢાળ ધીમે ધીમે વિકસે છે. પરિણામે, Na આયનો કોષમાં જાય છે, K આયનો કોષની બહાર જાય છે, જે કોષ પટલના રિચાર્જિંગ તરફ દોરી જાય છે. પટલની બાહ્ય સપાટી નકારાત્મક ચાર્જ વહન કરે છે, જ્યારે આંતરિક સપાટી હકારાત્મક ચાર્જ વહન કરે છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ઘટકો:

1) સ્થાનિક પ્રતિભાવ;

2) ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પીક સંભવિત (સ્પાઇક);

3) ટ્રેસ સ્પંદનો.

Na આયન ઊર્જાના ખર્ચ વિના સરળ પ્રસરણ દ્વારા કોષમાં પ્રવેશ કરે છે. થ્રેશોલ્ડ મજબૂતાઈ પર પહોંચ્યા પછી, પટલ સંભવિત વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તર (આશરે 50 mV) સુધી ઘટે છે. વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર એ મિલીવોલ્ટ્સની સંખ્યા છે જેના દ્વારા કોષમાં Na આયનોના હિમપ્રપાત જેવા પ્રવાહ માટે પટલ સંભવિતમાં ઘટાડો થવો જોઈએ.

ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પીક સંભવિત (સ્પાઇક).

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન શિખર એ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો કાયમી ઘટક છે. તે બે તબક્કાઓનો સમાવેશ કરે છે:

1) ચડતો ભાગ - વિધ્રુવીકરણનો તબક્કો;

2) ઉતરતા ભાગ - પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કો.

કોષમાં Na આયનોનો હિમપ્રપાત જેવો પ્રવેશ કોષ પટલ પર સંભવિતમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે. વધુ Na આયનો કોષમાં પ્રવેશે છે, પટલ વધુ વિધ્રુવિત થાય છે, સક્રિયકરણ દ્વાર વધુ ખુલે છે. વિપરીત ચિહ્ન સાથેના ચાર્જના દેખાવને કલા વીજસ્થિતિમાનનું વ્યુત્ક્રમ કહેવામાં આવે છે. કોષમાં Na આયનોની હિલચાલ Na આયન માટે વિદ્યુતરાસાયણિક સંતુલનની ક્ષણ સુધી ચાલુ રહે છે. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનું કંપનવિસ્તાર ઉત્તેજનાની શક્તિ પર આધારિત નથી, તે Na આયનોની સાંદ્રતા અને અભેદ્યતાની ડિગ્રી પર આધારિત છે. Na આયનો માટે પટલની. ઉતરતો તબક્કો (પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કો) મેમ્બ્રેન ચાર્જને તેના મૂળ ચિહ્ન પર પરત કરે છે. જ્યારે Na આયનોના સંદર્ભમાં વિદ્યુતરાસાયણિક સંતુલન પ્રાપ્ત થાય છે, ત્યારે સક્રિયકરણ દ્વાર નિષ્ક્રિય થાય છે, Na આયનોની અભેદ્યતા ઘટે છે અને K આયનોની અભેદ્યતા વધે છે. કલા વીજસ્થિતિમાન સંપૂર્ણપણે પુનઃપ્રાપ્ત થતું નથી.

ચાલુ છે ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓટ્રેસ પોટેન્શિયલ કોષ પટલ પર રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે - હકારાત્મક અને નકારાત્મક.

કોઈપણ જીવંત કોષ અર્ધ-પારગમ્ય પટલથી ઢંકાયેલો હોય છે, જેના દ્વારા નિષ્ક્રિય ચળવળ અને હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જ આયનોનું સક્રિય પસંદગીયુક્ત પરિવહન થાય છે. આ સ્થાનાંતરણને લીધે, પટલની બાહ્ય અને આંતરિક સપાટીઓ વચ્ચે વિદ્યુત શુલ્ક (સંભવિતતાઓ) માં તફાવત છે - કલા વીજસ્થિતિમાન. મેમ્બ્રેન સંભવિતના ત્રણ વિશિષ્ટ અભિવ્યક્તિઓ છે: વિશ્રામી કલા સંભવિત, સ્થાનિક સંભવિત, અથવા સ્થાનિક પ્રતિભાવ, અને કાર્ય માટેની ક્ષમતા.

જો કોષ બાહ્ય ઉત્તેજનાથી પ્રભાવિત થતો નથી, તો પટલ સંભવિત લાંબા સમય સુધી સ્થિર રહે છે. આવા વિશ્રામી કોષની કલા વીજસ્થિતિમાનને વિશ્રામી કલા વીજસ્થિતિમાન કહેવામાં આવે છે. કોષ પટલની બાહ્ય સપાટી માટે, વિશ્રામી સંભવિત હંમેશા હકારાત્મક હોય છે, અને કોષ પટલની આંતરિક સપાટી માટે તે હંમેશા નકારાત્મક હોય છે. તે પટલની આંતરિક સપાટી પર વિશ્રામી સંભવિત માપવા માટે રૂઢિગત છે, કારણ કે સેલ સાયટોપ્લાઝમની આયનીય રચના ઇન્ટરસેલ્યુલર પ્રવાહી કરતાં વધુ સ્થિર છે. વિશ્રામી સંભવિતતાની તીવ્રતા દરેક કોષ પ્રકાર માટે પ્રમાણમાં સ્થિર છે. સ્ટ્રાઇટેડ સ્નાયુ કોશિકાઓ માટે તે -50 થી -90 mV સુધી અને ચેતા કોષો માટે -50 થી -80 mV સુધીની છે.

વિશ્રામી સંભવિત કારણો છે કેશન અને આયનોની વિવિધ સાંદ્રતાકોષની બહાર અને અંદર, તેમજ પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતાતેમના માટે કોષ પટલ. વિશ્રામી ચેતા અને સ્નાયુ કોષના સાયટોપ્લાઝમમાં લગભગ 30-50 ગણા વધુ પોટેશિયમ કેશન, 5-15 ગણા ઓછા સોડિયમ કેશન અને 10-50 ગણા ઓછા ક્લોરીન આયનોનો સમાવેશ થાય છે.

બાકીના સમયે, સેલ મેમ્બ્રેનની લગભગ તમામ સોડિયમ ચેનલો બંધ હોય છે, અને મોટાભાગની પોટેશિયમ ચેનલો ખુલ્લી હોય છે. જ્યારે પણ પોટેશિયમ આયનો ખુલ્લી ચેનલનો સામનો કરે છે, ત્યારે તે પટલમાંથી પસાર થાય છે. કોષની અંદર પોટેશિયમ આયનો વધુ હોવાથી, ઓસ્મોટિક બળ તેમને કોષની બહાર ધકેલે છે. પ્રકાશિત પોટેશિયમ કેશન્સ કોષ પટલની બાહ્ય સપાટી પર હકારાત્મક ચાર્જ વધારે છે. કોષમાંથી પોટેશિયમ આયનોના પ્રકાશનના પરિણામે, કોષની અંદર અને બહાર તેમની સાંદ્રતા ટૂંક સમયમાં સમાન થઈ જશે. જો કે, પટલની સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ બાહ્ય સપાટીમાંથી હકારાત્મક પોટેશિયમ આયનોના વિસર્જનના વિદ્યુત બળ દ્વારા આને અટકાવવામાં આવે છે.

પટલની બાહ્ય સપાટી પર જેટલો વધુ સકારાત્મક ચાર્જ બને છે, તેટલું જ પોટેશિયમ આયનો માટે પટલમાંથી સાયટોપ્લાઝમમાંથી પસાર થવું મુશ્કેલ બને છે. પોટેશિયમ આયનો કોષમાંથી બહાર નીકળી જશે જ્યાં સુધી વિદ્યુત પ્રતિકૂળ બળ ઓસ્મોટિક દબાણ K+ ના બળ જેટલું ન થાય. પટલ પર સંભવિતતાના આ સ્તરે, કોષમાંથી પોટેશિયમ આયનોના પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાનું સંતુલન છે, તેથી આ ક્ષણે પટલ પર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કહેવામાં આવે છે. પોટેશિયમ સંતુલન સંભવિત. ન્યુરોન્સ માટે તે -80 થી -90 mV છે.

વિશ્રામી કોષમાં પટલની લગભગ તમામ સોડિયમ ચેનલો બંધ હોવાથી, Na + આયનો કોષમાં એકાગ્રતા ઢાળ સાથે ઓછી માત્રામાં પ્રવેશ કરે છે. તેઓ પોટેશિયમ આયનોના પ્રકાશનને કારણે કોષના આંતરિક વાતાવરણમાં હકારાત્મક ચાર્જની ખોટ માટે ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં વળતર આપે છે, પરંતુ આ નુકસાનને નોંધપાત્ર રીતે વળતર આપી શકતા નથી. તેથી, કોષમાં સોડિયમ આયનોનું ઘૂંસપેંઠ (લિકેજ) કલા વીજસ્થિતિમાનમાં માત્ર થોડો ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, જેના પરિણામે પોટેશિયમ સંતુલન સંભવિતતાની તુલનામાં વિશ્રામી કલા વીજસ્થિતિમાનનું મૂલ્ય થોડું ઓછું હોય છે.

આમ, કોષમાંથી બહાર નીકળતા પોટેશિયમ કેશન્સ, એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર પ્રવાહીમાં સોડિયમ કેશનની વધુ માત્રા સાથે, વિશ્રામી કોષ પટલની બહારની સપાટી પર સકારાત્મક સંભવિતતા બનાવે છે.

બાકીના સમયે, કોષની પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન ક્લોરિન આયનોને ખૂબ જ અભેદ્ય હોય છે. ક્લોરિન આયન, જે બાહ્યકોષીય પ્રવાહીમાં વધુ પ્રમાણમાં હોય છે, તે કોષમાં ફેલાય છે અને તેમની સાથે નકારાત્મક ચાર્જ વહન કરે છે. કોષની બહાર અને અંદર ક્લોરિન આયનોની સાંદ્રતાનું સંપૂર્ણ સમાનીકરણ થતું નથી, કારણ કે આને સમાન શુલ્કના વિદ્યુત પરસ્પર વિકારના બળ દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે. બનાવ્યું ક્લોરિન સંતુલન સંભવિત,જેમાં કોષમાં ક્લોરિન આયનોનો પ્રવેશ અને તેમાંથી બહાર નીકળવું સંતુલનમાં હોય છે.

કોષ પટલ કાર્બનિક એસિડના મોટા આયનોને વ્યવહારીક રીતે અભેદ્ય છે. તેથી, તેઓ સાયટોપ્લાઝમમાં રહે છે અને, આવનારા ક્લોરીન આયનોની સાથે, વિશ્રામી ચેતા કોષની પટલની આંતરિક સપાટી પર નકારાત્મક સંભવિત પ્રદાન કરે છે.

રેસ્ટિંગ મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલનું સૌથી મહત્વનું મહત્વ એ છે કે તે બનાવે છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર, જે પટલના મેક્રોમોલેક્યુલ્સને અસર કરે છે અને તેમના ચાર્જ થયેલા જૂથોને અવકાશમાં ચોક્કસ સ્થાન આપે છે. તે ખાસ કરીને મહત્વનું છે કે આ વિદ્યુત ક્ષેત્ર સોડિયમ ચેનલોના સક્રિયકરણ દરવાજાઓની બંધ સ્થિતિ અને તેમના નિષ્ક્રિયકરણ દરવાજાઓની ખુલ્લી સ્થિતિ (ફિગ. 61, એ) નક્કી કરે છે. આ સુનિશ્ચિત કરે છે કે કોષ આરામની સ્થિતિમાં છે અને ઉત્સાહિત થવા માટે તૈયાર છે. વિશ્રામી પટલ સંભવિતમાં પ્રમાણમાં નાનો ઘટાડો પણ સોડિયમ ચેનલોના સક્રિયકરણ "ગેટ" ખોલે છે, જે કોષને આરામની સ્થિતિમાંથી દૂર કરે છે અને ઉત્તેજનાને જન્મ આપે છે.