Đo điện thế màng tế bào

Phương pháp đo điện thế màng là đơn giản về mặt lí thuyết nhưng lại khó áp dụng trong thực tế vì kích thước của phần lớn các sợi rất nhỏ. Hình chỉ ra một pi pét nhỏ cắm vào một dung dịch điện giải. pipet đâm xuyên qua màng tế bào vào bên trong của sợi. Một điện cực khác được gọi là điện cực trung tính, được đặt ở vị trí dịch ngoại bào, sự chênh lệch điện thế ở bên trong và ngoài màng được đo bởi một máy vôn kế thích hợp. Máy vôn kế này là một thiết bị điện tinh vi có thể đo được điện thế nhỏ mặc dù trở kháng rất cao với dòng điện tích di chuyển qua đầu của micro pipet - có đường kính lumen nhỏ hơn 1 micro met và điện trở hơn 1000 m ôm. Để ghi lại nhanh sự biến đổi điện thế màng trong quá trình lan truyền xung động thần kinh.

Hình. Phân phối các ion tích điện dương và âm trong dịch ngoại bào bao quanh một sợi thần kinh và trong chất dịch bên trong sợi. Lưu ý sự liên kết của các điện tích âm dọc theo bề mặt bên trong của màng và các điện tích dương dọc theo bề mặt bên ngoài. Bảng dưới hiển thị những thay đổi đột ngột trong tiềm năng màng xảy ra tại các màng ở hai bên của sợi.

Phần dưới của hình chỉ ra điện thế được đo ở mỗi điểm bên trong hoặc gần màng tế bào sợi thần kinh, bắt đầu bên trái của hình và sang bên phải, nếu điện thế đo được bên ngoài màng tế bào thần kinh bằng không thì đó là điện thế của dịch ngoại bào. Sau đó điện thế đo được qua vôn kế thay đổi theo từng khu vực của tế bào (được gọi là lớp điện thế lưỡng cực), điện thế giảm đột ngột xuống -90mV. Chuyển đến trung tâm của dây thần kinh, điện thế duy trì ở mức ổn định -90mV nhưng quay ngược lại mức 0 ngay khi nó nó đi qua màng ở phía đối diện dây thần kinh.

Để tạo ra một điện thế âm bên trong màng, chính các ion dương chỉ đủ phát triển lớp điện thế lưỡng cực ở màng phải được vận chuyển ra phía ngoài. Tất cả những ion duy trì bên trong sợi thần kinh có thể dương hoặc âm được chỉ ra ở phần trên của hình. Vì vậy, sự vận chuyển của một lượng rất nhỏ các ion qua màng có thể thiết lập nên điện thế nghỉ -90mv bên trong sợi thần kinh, điều này có nghĩa là chỉ khoảng 1/3000000 tới 1/100 000 000 lượng điện thế dương bên trong màng sợi thần kinh được vận chuyển. Ngoài ra, một số lượng nhỏ ngang bằng với lượng ion dương di chuyển từ bên ngoài vào bên trong sợi thần kinh có thể đảo ngược điện thế từ -90mv lến rất nhiều tới +35mv trong thời gian 1/10000 giây.