Điện thế nghỉ là gì? Nguyên lý hoạt động và cách đo chính xác

Chu Văn An

Tiềm năng nghỉ ngơi là một cụm từ có lẽ rất quen thuộc và được nhắc đến rất nhiều trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, để hiểu rõ thế nào là điện thế nghỉ, hoạt động của nó và các yếu tố ảnh hưởng của điện thế nghỉ thì không phải ai cũng biết. Hiểu được điều đó, bài viết hôm nay Việt Chem sẽ chia sẻ chi tiết về cụm từ này, mời các bạn đọc để có thêm kiến ​​thức.

1. Thế năng nghỉ là gì?

Điện thế nghỉ là hiện tượng điện sinh học xảy ra trong tế bào khi nó ở trạng thái nghỉ và không bị kích thích. Điều này xuất phát từ sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào ở trạng thái không bị kích thích. Bên trong màng tế bào được tích điện âm, trong khi bên ngoài màng tế bào được tích điện dương. Điện thế nghỉ được hình thành chủ yếu bởi ba yếu tố chính:

• Sự phân bố ion ở hai bên màng tế bào và sự di chuyển của các ion qua màng tế bào. Hiệu ứng này liên quan đến sự phân bố các ion ở cả hai phía của màng tế bào và sự di chuyển của chúng qua màng tế bào.
• Tính thấm chọn lọc của màng tế bào đối với các ion. Màng tế bào có tính chọn lọc, chỉ cho phép các loại ion cụ thể đi qua màng, tạo ra sự chênh lệch điện tích giữa bên trong và bên ngoài tế bào.
• Hoạt động của bơm Na – K. Bơm Na – K có nhiệm vụ vận chuyển ion natri (Na+) ra khỏi tế bào và ion kali (K+) vào trong tế bào, góp phần quan trọng vào việc tạo ra điện thế nghỉ.

Điện thế nghỉ – hiện tượng điện sinh học trong tế bào

2. Nguyên lý hoạt động của điện thế nghỉ là gì?

Điện thế hoạt động là quá trình thay đổi điện thế nghỉ ở màng tế bào, diễn ra qua các giai đoạn như phân cực, khử cực, đảo chiều và tái cực. Trong quá trình này, các ion K+ và Na+ trên màng tế bào trải qua chuyển động qua lại.

Hiện tượng điện thế hoạt động được biểu hiện ra bên ngoài thông qua sự lan truyền xung thần kinh. Trên các sợi thần kinh không có myelin, xung thần kinh lan truyền liên tục từ vùng này sang vùng lân cận.

Điện thế nghỉ hoạt động theo quá trình biến đổi điện áp

Trong khi đó, trên các sợi thần kinh có myelin, các xung thần kinh lan truyền theo kiểu nhảy vọt từ eo đất Ranvie này sang eo đất Ranvie khác. Điều này dẫn đến tốc độ lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh có myelin nhanh hơn nhiều so với sợi thần kinh không có myelin.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến điện thế nghỉ

Sau khi hiểu được điện thế nghỉ là gì thì các yếu tố ảnh hưởng đến điện thế nghỉ cũng rất được quan tâm. Theo đó, có nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến điện thế nghỉ của tế bào, bao gồm:

3.1. Nồng độ ion trong môi trường

Sự chênh lệch nồng độ ion bên ngoài và bên trong màng tế bào có thể tạo ra sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng. Ví dụ, khi nồng độ ion bên ngoài màng cao hơn nồng độ ion trong màng thì điện thế nghỉ sẽ tăng.

3.2. Nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến điện thế nghỉ. Khi nhiệt độ tăng, hoạt động của các phân tử và ion trong tế bào cũng tăng lên, gây ra sự chuyển động của các phân tử và ion, làm giảm điện thế nghỉ.

Nhiệt độ – yếu tố có ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của điện thế nghỉ

3.3. Cấu trúc và tính chất của màng tế bào

Yếu tố ảnh hưởng tiếp theo đến điện thế nghỉ là cấu trúc và tính chất màng tế bào, chẳng hạn như độ dày, thành phần lipid và protein, có thể ảnh hưởng đến tính thấm của ion và điện thế nghỉ. Màng tế bào có tính thấm cao hơn sẽ làm giảm khả năng nghỉ ngơi của chúng.

3.4. Điện trở màng

Một yếu tố khác ảnh hưởng đến điện thế nghỉ là sức cản của màng. Được biết, điện trở màng tế bào là độ dẫn điện của màng, điều này cũng có thể ảnh hưởng đến điện thế nghỉ. Khi điện trở màng cao hơn thì điện thế nghỉ cũng sẽ cao hơn.

3.5. Các phân tử và ion khác

Các phân tử và ion như thuốc, chất chủ vận hoặc ion vô cơ có thể tương tác với màng tế bào. Những phân tử này đóng vai trò thay đổi cấu trúc và tính chất của nó và ảnh hưởng đến điện thế nghỉ.

4. Cách thực hiện phép đo điện thế nghỉ

Để thực hiện phép đo điện thế nghỉ, có thể thực hiện các bước sau:

• Đầu tiên, hãy chuẩn bị các thiết bị cần thiết bao gồm nguồn điện, đồng hồ đo điện áp và các dây cáp kết nối.
• Sử dụng cáp để kết nối đồng hồ đo điện áp với hai điểm trong mạch cần đo điện thế nghỉ.
• Đặt nguồn điện ở điện áp cao hơn mạch cần đo điện thế nghỉ.
• Nhìn vào đồng hồ đo điện áp và ghi lại giá trị hiển thị. Đây sẽ là giá trị của tiềm năng nghỉ ngơi.

Đo điện thế nghỉ cần có kỹ thuật đảm bảo độ an toàn cao

Trong quá trình đo, luôn tuân thủ các quy tắc an toàn về điện để đảm bảo an toàn cho bản thân và mạch điện. Hãy chắc chắn rằng không có nguy cơ nguy hiểm và tuân thủ các biện pháp an toàn.

Như vậy, thế nào là điện thế nghỉ đã được giải đáp chi tiết với thông tin trong bài viết sau. Hy vọng những chia sẻ này từ Viên Chem đã giúp các bạn có thêm kiến ​​thức trong việc tìm kiếm của mình như mong muốn