Potentiel de repos

le Potentiel de repos est la différence de tension de -70 mV qui existe à l'état non excité entre l'intérieur et l'environnement des neurones. Le potentiel est pertinent pour la formation de potentiels d'action. L'intoxication au cyanure empêche la restauration du potentiel de repos et conduit à un collapsus neuronal.

Quel est le potentiel de repos?

Le potentiel de repos est la différence de tension qui existe entre l'intérieur d'un neurone non excité et son environnement. Cette différence de tension doit être activement maintenue et résulte d'une répartition inégale des ions sodium et potassium.

Deux éléments de la membrane des cellules nerveuses sont concernés par le maintien du potentiel de repos: d'une part, les pompes sodium-potassium et, d'autre part, les canaux ioniques sur les anneaux de Ranvier.

Le potentiel de repos des cellules nerveuses excitables constitue la base de la conduction saltatoire des voies nerveuses humaines. Lorsqu'elle est excitée par un potentiel d'action, la cellule est dépolarisée au-delà de son potentiel de seuil et les canaux ioniques dépendant de la tension s'ouvrent, de sorte que lorsque certains ions entrent, le potentiel de repos change. Le potentiel d'action est transmis le long des voies nerveuses par la redistribution des charges.

Le potentiel de repos d'un neurone humain a une différence de -70 à -80 mV. L'intérieur de la membrane cellulaire est négatif et l'extérieur est chargé positivement.

Fonction et tâche

Divers processus ont lieu sur la membrane cellulaire d'une cellule excitable dans la phase de repos. Sur les cordons de Ranvier, les axones ne sont pas isolés avec la myéline. À ces nœuds, des pompes Na + / K + sont situées, qui transportent les ions potassium à l'intérieur de l'axone pendant la phase de repos tout en consommant de l'ATP. Les ions sodium sont pompés hors de la cellule en même temps. Ainsi, il y a une concentration de potassium plus élevée à l'intérieur des axones qu'à l'extérieur.

En raison des canaux ioniques contenant des protéines, les membranes des cellules ont différents niveaux de perméabilité pour ces ions. Les canaux sodiques sont généralement fermés au repos. Les canaux pour le potassium, par contre, sont ouverts, de sorte que les ions potassium se diffusent. Les ions diffusent ainsi vers l'extérieur. Cela se produit jusqu'à ce qu'il y ait un équilibre entre les forces électriques et les forces de pression osmotique. Cela maintient une différence de charge entre l'extérieur et l'intérieur de la membrane cellulaire, également connue sous le nom de potentiel de repos.

Lorsqu'un stimulus atteint une fibre nerveuse et franchit le seuil, les canaux sodium et potassium dépendants de la tension s'ouvrent. Cela crée une dépolarisation de la cellule, qui à son tour déclenche un potentiel d'action. L'impulsion bioélectrique est transportée le long des fibres nerveuses.

En termes simples, dans le cas du potentiel d'action, un signal est transmis par les changements du potentiel de membrane.

Une valeur de -50 mV s'applique comme valeur seuil pour le développement d'un potentiel d'action. Les excitations inférieures à +20 mV ne donnent lieu à aucun potentiel d'action et il n'y a pas de réaction.

Après la création et la transmission d'un potentiel d'action, les canaux N + se referment d'abord. Les canaux K +, en revanche, s'ouvrent pour que les ions potassium puissent se diffuser hors de l'axone. La tension électrique à l'intérieur de la cellule chute à nouveau. Ce processus est également connu sous le nom de repolarisation. Ensuite, les canaux K + se ferment également et le potentiel de la cellule tombe en dessous du potentiel de repos. Cette hyperpolarisation se transforme en potentiel de repos, que les pompes sodium-potassium ont rétabli après environ deux millisecondes. L'axone est donc prêt pour de nouveaux potentiels d'action.

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Maladies et affections

Des phénomènes tels que l'intoxication au cyanure ont des conséquences mortelles, dont certaines sont dues à la perte du potentiel de repos. Les neurones ont besoin d'énergie pour restaurer leur potentiel de repos. L'empoisonnement au cyanure bloque l'apport d'énergie, de sorte qu'aucune énergie ne peut être fournie pour restaurer le potentiel de repos. Les cellules nerveuses restent dépolarisées en permanence et perdent leur fonctionnalité.

Selon le nombre de neurones affectés par un manque d'énergie, la régulation neuronale de l'organisme entier peut s'effondrer de cette manière. Une telle panne de la régulation neuronale conduit inévitablement à la mort.

Dans un sens plus large, les plaintes avec le potentiel de repos d'un neurone peuvent également s'exprimer dans les maladies des canaux ioniques. Ces maladies héréditaires provoquent des troubles de l'excitation dans les muscles et le système nerveux. Les maladies des canaux ioniques influencent le comportement de commutation des canaux ioniques. Les changements dans le comportement de commutation des canaux peuvent, à leur tour, influencer la capacité à restaurer le potentiel de repos. Ainsi les maladies ont un impact sur l'excitabilité du tissu. Les maladies des canaux ioniques sont, au sens strict, des mutations des canaux ioniques.

Selon les découvertes scientifiques, trois formes d'épilepsie héréditaire seraient liées à ce phénomène. Les migraines hémiplégiques et la fibrillation ventriculaire idiopathique sont également expliquées de cette manière, selon la recherche moderne.

Les pompes sodium-potassium peuvent également être affectées par des maladies qui affectent le potentiel de repos d'une cellule nerveuse. Selon de nombreux scientifiques, le régime alimentaire occidental moderne provoque un rapport sodium-potassium artificiel dans le corps. L'excès de sel de table et le manque de potassium dû à une alimentation végétale insuffisante affectent les pompes sodium-potassium, car cela peut modifier le rapport ionique intracellulaire.

Des troubles génétiquement déterminés de l'échange sodium-potassium sur la membrane cellulaire, en revanche, sont présents dans certaines mutations et ont été liés par les chercheurs à des formes d'épilepsie ainsi qu'à des maladies des canaux ioniques. Les perturbations dans la restauration du potentiel de repos sont donc probablement pertinentes pour diverses maladies du système nerveux central.