پتانسیل آرامش
ذخیره مقاله با فرمت پی دی اف
پتانسیل آرامش، یکی از مباحث مطرح در
روان‌شناسی فیزیولوژیک بوده و به معنای ثابت ماندن پتانسیل موجود در غشای
سلول به دلیل عدم تحریک از بیرون است. پتانسیل آرامش در
سلول
های عصبی و ماهیچه‌ای همیشه منفی است و در انسان و دیگر پستانداران براساس نوع
سلول بین ۵۵- تا ۱۰۰- میلی‌ولت قرار دارد. در این مقاله به بررسی تعریف پتانسیل آرامش، چگونگی ایجاد آن، پمپ سدیم پتاسیم و بحث اندازه‌گیری آن می‌پردازیم.
سلول عصبی مانند دیگر
سلول
های بدن دارای غشا می‌باشد که از طریق آن اختلاف پتانسیل موجود بین فضای بیرون
سلولی و درون
سلولی قابل‌اندازه‌گیری است. از آنجا که این اختلاف پتانسیل در غشا ظاهر می‌شود، به آن پتانسیل غشا
عصبی نیز می‌گویند. پتانسیل غشا در بیشتر
سلول‌ها، تا هنگامی که تحریکی از بیرون به آن وارد نشود، برای مدت طولانی ثابت باقی می‌ماند. وقتی
سلول در چنین وضع آرامی بسر می‌برد، پتانسیل غشا را پتانسیل آرامش نیز می‌نامند. پتانسیل آرامش در
سلول
های عصبی و ماهیچه‌ای همیشه منفی است و در انسان و دیگر پستانداران براساس نوع
سلول بین ۵۵- تا ۱۰۰- میلی‌ولت قرار دارد.
میزان پتانسیل آرامش غشا در تارهای
عصبی حدود ۷۰- میلی‌ولت و در تارهای عضلانی حدود ۹۰- میلی‌ولت می‌باشد. توانایی
سلول عصبی و ایفای نقش و وظایف آن بستگی به پتانسیل آرامش دارد. هنگامی که
سلول فعال می‌شود، تغییرات مثبتی در این پتانسیل ایجاد می‌شود که به آن پتانسیل فعالیت (action potential) گفته می‌شود.
پتانسیل آرامش زمانی به وجود می‌آید که تعداد یون
های مثبت در سطح بیرونی غشا کمی بیشتر از یون
های منفی و تعداد یون
های منفی در درون غشا کمی بیشتر از یون
های مثبت باشد. در ایجاد این نابرابری یون‌ها، چند عامل شرکت دارند که مهمترین آن‌ها یکی پمپ سدیم-پتاسیم و دیگری تفاوت نفوذپذیری غشای
سلول عصبی نسبت به یون
های پتاسیم در حدود صد برابر بیشتر از سدیم است.
تعداد زیادی از ترکیبات درون و بیرون
سلول‌ها و تارهای
عصبی به صورت یون بوده و دارای بارهای الکتریکی مثبت یا منفی هستند. مهمترین یون
های خارج
سلولی، سدیم و کلر بوده و مهمترین یون
های داخل
سلولی تارهای
عصبی، پتاسیم، پروتئین‌ها و مولکول
های آلی فسفردار می‌باشد. به طور کلی جابجایی یون
های مثبت و منفی و نابرابری آن‌ها در دو طرف غشا عامل ایجاد پتانسیل بیوالکتریک است و ترکیبات چربی غشا به صورت یک عایق، در بین بارهای مثبت و منفی قرار دارد.
پمپ سدیم – پتاسیم Na+ - k+ pump: در غشای سیتوپلاسمی همه
سلول
های بدن، پدیده انتقال فعال یون
های سدیم و پتاسیم وجود دارد که پمپ سدیم – پتاسیم نامیده می‌شود. این پمپ در غشا تارهای
عصبی دارای اهمیت بیشتری است. یک مجموعه از آنزیم
های پروتئینی با صرف انرژی، یون
های سدیم را از درون به بیرون
سلول و یون
های پتاسیم را از بیرون به درون
سلول منتقل می‌کنند. این پروتئین
های غشایی که جایگاهی برای اتصال یون
های سدیم و پتاسیم دارند با صرف انرژی و به صورت همزمان سه یون سدیم را با دو یون پتاسیم معاوضه می‌کنند. یون
های سدیم و پتاسیم هر دو، بار مثبت دارند ولی با توجه به آنکه سه یون مثبت به خارج منتقل شده و در مقابل آن فقط دو یون مثبت به درون می‌رود، پمپ سدیم – پتاسیم تعادل بین تعداد یون
های مثبت و منفی را در بیرون و درون
سلول عصبی بر هم می‌زند و باعث افزایش یون
های مثبت خارج نسبت به داخل می‌گردد. به همین جهت پمپ سدیم – پتاسیم را پمپ الکتروژنیک (electrogenic pump) یعنی تولیدکننده پتانسیل الکتریکی می‌نامند.
مقدار پتانسیل الکتریکی غشا که مستقیما بر اثر پمپ سدیم – پتاسیم ایجاد می‌شود، از چند هزارم ولت بیشتر نیست و بخش بیشتری از پتانسیل آرامش غشای
نورون، نتیجه انتشار یون
های پتاسیم به خارج است. پمپ سدیم – پتاسیم موجب می‌شود تا همواره تراکم پتاسیم در درون تار
عصبی بیش از محیط آن یعنی مایع میان‌بافتی بدن شده و تراکم یون
های سدیم در محیط خارجی تار
عصبی بیش از محیط درون آن باشد. از سوی دیگر غشای
عصبی در حالت آرامش نسبت به انتشار و جابجایی پتاسیم نسبتا نفوذناپذیر است، بنابراین یون
های سدیم که با صرف انرژی به بیرون ریخته شده‌اند نمی‌توانند در جهت شیب تراکم خود به داخل تار
عصبی راه پیدا کنند. این در حالی است که تعدادی از یون
های پتاسیم داخلی پیوسته در جهت شیب تراکم خود به سطح خارجی غشا انتشار می‌یابند.
انتشار یون
های پتاسیم به خارج، اختلاف سطح الکتریکی غشا را تا حدود ۷۰ میلی‌ولت افزایش می‌دهد. بنابراین بخش اعظمی از پتانسیل آرامش غشا با انتشار یون
های پتاسیم به خارج غشا به وجود می‌آید، ولی این انتشار، خود حاصل کار پمپ سدیم – پتاسیم است که اختلاف تراکم این دو یون را در دو طرف غشا ایجاد کرده است. در واقع در حالت استراحت فقط خروج تعداد بسیار کمی از یون
های پتاسیم (در حدود یک یون از هر صد هزار یون) برای ایجاد پتانسیل آرامش غشا کافی است، زیرا با خروج پتاسیم و ایجاد غشا، یک نیروی الکتریکی در جهت جلوگیری از خروج پتاسیم بیشتر وارد عمل می‌شود. در این حالت بین نیروی انتشار که پتاسیم را به بیرون می‌راند و دافعه یون
های مثبت که مانع خروج یون
های مثبت پتاسیم می‌شود، تعادل برقرار می‌گردد، به همین خاطر پتانسیل آرامش یا پتانسیل تعادل نیز می‌نامند.
روش‌اندازه‌گیری پتانسیل غشا در تئوری آسان است، اما به طور عملی به علت کوچک بودن اکثر تارهای
عصبی، این کار سخت است. روش کار به این صورت است که یک پیپت شیشه‌ای کوچک که محتوی یک محلول الکترولیت می‌باشد را از طریق غشا
سلول به داخل
سلول فرو می‌کنند. در واقع این پیپت یک میکروالکترود است.
سپس الکترود دیگری که الکترود خنثی نامیده می‌شود را در مایع خارج
سلولی قرار می‌دهند. اختلاف پتانسیل بین خارج و داخل تار
عصبی را از طریق یک ولت‌متر مناسب‌اندازه‌گیری می‌کنند. برای ثبت تغییرات سریع پتانسیل غشا در زمان انتقال ایمپالس
های عصب، میکروالکترود به یک اسیلوسکوپ متصل می‌شود. پتانسیل استراحت غشای تارهای
عصبی بزرگ هنگامی که در حال انتقال پیام
عصبی نیستند، در حدود ۹۰- میلی‌ولت می‌باشد.
•
سایت پژوهه، برگرفته از مقاله «پتانسیل آرامش»، تاریخ بازیابی ۱۳۹۹/۰۵/۱۲.
