Membránpotenciál

Minden élet a tengerből származik. Ezért vannak olyan körülmények a testben, amelyek ezen eredeti életkörülményeken alapulnak. Ez azt jelenti, hogy a szervezet létfontosságú építőelemei sók. Lehetővé teszik az összes fiziológiai folyamatot, a szervek részét képezik, és ionokat képeznek vizes oldatban. A nátrium és a kálium-klorid a domináns sók a sejtekben. Ionos formában a fehérje funkciók hajtóereje, meghatározzák az ozmotikusan aktív komponenseket a sejt belseje és a külső körülmények között, és elektromos potenciált okoznak. Az egyik ilyen a membránpotenciál.

Mi a membránpotenciál?

Minden sejtnek megvan az a tulajdonsága, hogy membránpotenciált fejlesszen ki. A membránpotenciál alatt a sejtmembrán külső és belseje közötti elektromos feszültséget vagy potenciálkülönbséget értjük. Ha a membrán koncentrált elektrolitoldatai elválasztódnak egymástól, és a membránban az ionok vezetőképessége fennáll, akkor egy membránpotenciál jelentkezik.

A test biológiai folyamata rendkívül összetett. A membránpotenciál döntő szerepet játszik, különösen az izom- és idegsejtek, valamint az összes szenzoros sejt szempontjából. Ezekben a sejtekben a folyamat nyugalomban van. A sejteket csak egy bizonyos stimulus vagy gerjesztés aktiválja, és a feszültség megváltozik. A változás a nyugalmi potenciálból történik, és visszatér hozzá. Ebben az esetben a depolarizációról beszélünk.

Ez a membránpotenciál csökkenése az elektromos, kémiai vagy mechanikai hatások miatt. A feszültségváltozás impulzusként megy végbe, továbbadódik a membrán mentén, továbbítja az információt az egész szervezetben és lehetővé teszi az egyes szervek közötti, az idegrendszer és a környezet közötti kommunikációt.

Funkció és feladat

Az emberi test sejtje ingerlékeny, és nátriumionokból áll, amennyiben extracellulárisak. Kevés nátriumion van jelen az intracellulárisan. A sejt belseje és külseje közötti egyensúlyhiány negatív membránpotenciált hoz létre.

A membránpotenciálok mindig negatív töltésűek, és állandó és karakterisztikus értékek vannak az egyes cella típusokban. Mikroelektródákkal mérik, amelyek egyike a cellában vezet, a másik referenciaelektródaként helyezkedik el az extracelluláris térben.

A membránpotenciál oka az ionok koncentrációjának különbsége. Ez azt jelenti, hogy az elektromos feszültség felhalmozódik a membránon, még akkor is, ha a pozitív és negatív ionok nettó eloszlása ​​mindkét oldalon azonos. Membránpotenciál jön létre, mivel a sejt lipidrétege lehetővé teszi az ionok felhalmozódását a membrán felületén, de nem tud behatolni a nem poláros területeken. A sejtmembrán nem megfelelő vezetőképességgel rendelkezik az ionok számára. Ez magas diffúziós nyomást hoz létre. Nem csak egészében, hanem minden egyes elem elektromos vezetőképességgel rendelkezik. A diffúziós nyomás ezután a citoplazmából távozik.

Amint ezekben a körülmények között káliumion kiárad, a sejt pozitív töltést veszít.Ezért a belső membrán felülete negatív töltésű az egyensúly megteremtése érdekében. Ez elektromos potenciált hoz létre. Ez az ionok minden oldalváltozásával növekszik. Ez viszont csökkenti a membrán koncentráció-gradienst és ennek eredményeként a kálium diffúziós nyomását. A kifolyás megszakad és egyensúly áll fenn.

A membránpotenciál szintje különbözik sejtről sejtre. Általános szabály, hogy a cella negatív módon viselkedik a cella külső oldalán, és nagyságrend szerint változik (-) 50 mV - (-) 100 mV között. A simaizomsejtekben viszont kisebb (-) 30 mV membránpotenciál merül fel.

Amint a sejt tágul, amilyen az izom- és idegsejtek esetében, a membránpotenciál térben is különbözik. Ott elsősorban terjesztésként és jelátvitelként szolgál, miközben lehetővé teszi az információfeldolgozást az érzékszervi cellákban. Ez utóbbi ugyanolyan formában fordul elő a központi idegrendszerben.

A mitokondriumokban és a kloroplasztokban a membránpotenciál az energetikai metabolikus folyamatok közötti energetikai kapcsolat. Az ionokat a feszültséggel szemben szállítják. Ilyen körülmények között nehéz mérni, különösen akkor, ha mechanikai, kémiai vagy elektromos zavarok nélkül kell elvégezni.

Más állapotok alakulnak ki a sejt külsején, azaz az extracelluláris folyadékban. Nincsenek fehérjemolekulák, ezért megfordul az arány. A fehérjemolekulák nagy vezetőképességgel rendelkeznek, de nem képesek átjutni a membrán falán. A pozitív káliumionok mindig igyekszik kiegyensúlyozni a koncentrációt. Ez a molekulák passzív transzportját hozza létre az extracelluláris folyadékban.

Ez a folyamat addig folytatódik, amíg a felhalmozódott elektromos töltés ismét egyensúlyba nem kerül. Ebben az esetben van egy Nernst-potenciál. Ez azt jelenti, hogy a potenciál kiszámítható az összes ionra, mivel a méret a membrán mindkét oldalán levő koncentráció-gradienstől függ. Kálium esetében a fiziológiás körülmények között (-) 70 - (-) 90 mV nagyságrendű, nátrium esetén (+) 60 mV körül van.

Betegségek és betegségek

A membránpotenciál szintje jellemzi a sejtek általános egészségi állapotát. Az egészséges sejt nagysága (-) 70 - (-) 90 mV. Az energiaáramlás erős, a sejt erősen polarizált. A finom energia ötven százaléka a polarizációhoz szükséges. Ezért a membránpotenciál magas.

Más a beteg sejteknél. Az alacsony energiaigényű terület miatt finom energiára van szüksége a környezetéből. Ennek során vízszintesen elfordul, vagy balra fordul. Ezen sejtek membránpotenciálja nagyon alacsony, csakúgy, mint a sejt rezgése. Rákos sejtek pl. B. nagysága csak (-) 10 mV. A fertőzés iránti fogékonyság ezért nagyon magas.