פסיכולוגיה פיזיולוגית – הכוחות הפועלים על פוטנציאל הממברנה

על כל יון פועלים שני הכוחות והמאזן ביניהם הוא שיקבע את כיוון תנועת היון. עקב הכוחות הללו, היונים נמצאים

בתנועה מתמדת. התנועה של היונים תלויה בטמפרטורה בה היונים נמצאים.

כוח חשמלי (אלקטרוסטטי) – חלקיקים עם מטען חשמלי מנוגד נמשכים זה לזה עד למצב של השוואת מתחים. לעומת זאת, חלקיקים בעלי מטען חשמלי זהה דוחים זה את זה (קטיונים יידחו מאזור בו יש עודף קטיונים/אניונים יידחו

מאזור בו יש עודף אניונים.)

כוח כימי (דיפוזי) – תנועה מריכוז גבוה לריכוז נמוך עד הגעה לשוויון ריכוזים (בתמיסות ביניהן יש קרום חדיר.)

שינויים בפוטנציאל הממברנה:

גירוי חשמלי מביא לפתיחת תעלות הנותנות למולקולות לעבור.

דה פולריזציה – הפחתת הקיטוב )depolarization( – קירוב פוטנציאל הממברנה ממצב המנוחה (שלילי = פולרי) לכיוון האפס (או לכיוון חיובי.) גרייה חשמלית באקסון מכניסה מתח לתא והופכת את פוטנציאל הממברנה לפחות שלילי. הדה

פולריזציה שתגיע לאזור הטרמינל תגרום לשחרור נוירוטרנסמיטר.

היפר פולריזציה – קיטוב גדול מהרגיל – ירידת מתח הממברנה מתחת למתח פוטנציאל הפעולה (יותר שלילי ממצב

המנוחה.)

חדירות הממברנה ליונים נקבעת על ידי קיום תעלות יוניות שיכולות להעביר אותם. בממברנה יש חלבונים המכונים

תעלות המאפשרות מעבר יונים פסיבי בין הנוזל התוך תאי והנוזל החוץ תאי.

תעלות ללא שער – תעלות דלף channel( )non-gated – פתוחות ומאפשרות מעבר יונים חופשי (תהליך אקראי יותר)

כלומר חדירות הממברנה גבוה.

תעלות תלויות שער channels( )gated – נפתחות כתלות בשינוי שנגרם בצורת החלבון ומאפשרות מעבר יונים רק בתנאי מסוים. כתוצאה משינוי במתח התא (עקב קשירה של נוירוטרנסמיטר לקולטן המאפשר את פתיחת התעלות.) פוטנציאל

מנוחה הוא מצב בו תעלות אלו אינן פתוחות.

–    תעלות תלויות שער חשמלי gated( )voltage – נפתחות כתלות בשינוי המתח החשמלי בתא. נמצאות על

ממברנת האקסון והטרמינל. –   תעלות תלויות שער כימי gated( )ligand – תעלות יונים תלויות נוירוטרנסמיטור/רצפטור (חומר שנקשר

לקולטן.) יכולות להימצא בדנדריט, גוף התא ובאזור הטרמינל.

 

דרך התעלות ללא שער יש דליפה מתמדת של נתרן ואשלגן. נתרן נוטה לזרום פנימה אל תוך התא ואשלגן אל מחוץ

לתא. לאחר הדליפה ישנן משאבות הדורשות אנרגיה (מעבר אקטיבי) שמחזירות את היונים חזרה למקום שלהן.

הזרימה של אשלגן יותר חזקה (יש יותר תעלות דלף של אשלגן מאשר של נתרן,) ולכן הוא דומיננטי בקביעת פוטנציאל המנוחה (קרובה לפוטנציאל שיווי המשקל של .)K+ הזרימה המוגברת של אשלגן אל מחוץ לתא והימצאות האניונים

שלא יכולים לצאת מחוץ לתא אחראים לכך שבמנוחה פנים התא יותר שלילי.

משאבת נתרן ואשלגן pump( potassium )sodium – תפקידן לשמר את פוטנציאל המנוחה למרות חדירת יוני נתרן פנימה בעקבות שני הכוחות הפועלים עליו ויציאת אשלגן החוצה בעקבות כמות תעלות דלף גבוהה. המשאבה מעוגנת בממברנת התא ומעבירה 3 מולקולות נתרן אל מחוץ לתא ו2 מולקולות אשלגן אל תוך התא תוך השקעת אנרגיה (צורך

מולקולות .)ATP

פוטנציאל שיווי המשקל potential( /)equilibriumפוטנציאל היפוך potential( :)reversal מאזן הכוחות יכול להשתנות ולגרום לשינוי בשיווי המשקל של היונים. החוזק של הכוחות החשמליים מול הדיפוזיים

נקבעת על פי כיוון התנועה אליו צריך היון לזרום על מנת להגיע לשיווי המשקל.

– נתרן Sodium –)Na+( כוח הריכוז דוחף אותו פנימה כיוון שיש יותר נתרן בנוזל החוץ תאי, הכוח האלקטרוסטטי דוחף אותו פנימה כיוון שיש לו מטען חיובי ופנים התא שלילי (יחסית לנוזל החוץ תאי.) לכן

נתרן נוטה לזרום פנימה אל תוך התא עד שפוטנציאל הממברנה (פוטנציאל שיווי המשקל שלו) מגיע ל.55+ –    אשלגן Potassium )K+( – הכוח הדיפוזי דוחף אותו החוצה (חזק יותר מהכוח האלקטרוסטטי,) הכוח

האלקטרוסטטי  דוחף אותו פנימה. – כלור Chloride )Cl-( – נמצא בריכוז גבוה מחוץ לתא ולכן הכוח הדיפוזי מושך אותו פנימה. משום שכלור הוא אניון (שלילי) ופנים התא שלילי גם כן יחסית לחוץ התא הכוח החשמלי מושך אותו החוצה. בפוטנציאל מנוחה

אם נפתחו התעלות של כלור לא צריכה להיות זרימה של אניוני כלור. במצב של דה פולריזציה (בו התא הופך

להיות יותר חיובי) יפתחו תעלות הכלור והכלור יזרום פנימה.