Transmembránové potenciály

Úvod

Transmembránový potenciál popisuje elektrické napětí mezi vnitřní a vnější stranou buněčné membrány. Vzniká nerovnoměrným rozložením iontů a je nezbytný pro mnoho biologických procesů.

Vývoj transmembránového potenciálu

1. Rozložení iontů

Vnitřní prostor: Vysoká koncentrace draselných iontů (K⁺), mnoho záporně nabitých proteinů.
Vnější prostor: Vysoká koncentrace sodných iontů (Na⁺) a chloridových iontů (Cl-).

2. Propustnost membrány

Buněčná membrána je polopropustná a obsahuje speciální iontové kanály. Draslík proudí přednostně ven z buňky, čímž se vnitřek buňky stává negativnějším.

3. Sodíko-draslíková pumpa

Aktivní transportní mechanismus, který přečerpává 3 ionty Na⁺ ven a 2 ionty K⁺ do buňky. Tím pomáhá udržovat záporný potenciál.

Typické hodnoty

Klidový membránový potenciál: asi -70 mV (u nervových buněk).
Depolarizace: vnitřek buňky se stává méně negativním.
Hyperpolarizace: Vnitřek buňky se stává více záporným.

Význam a funkce

Nervové vedení: Základ pro akční potenciály.
Svalová kontrakce: Řízení svalové aktivity.
Srdeční funkce: Řízení srdečního rytmu.
Smyslové funkce: Přeměna podnětů na elektrické signály.

Důležité pojmy

Goldmanova-Hodgkinova-Katzova rovnice: Výpočet membránového potenciálu.
Akční potenciál: Rychlá změna membránového potenciálu.
Elektrochemický gradient: Kombinace chemického a elektrického gradientu.

Shrnutí

Transmembránový potenciál je nezbytný pro elektrickou vzrušivost a komunikaci v biologických systémech. Tvoří základ pro nervové vedení, svalový pohyb a řadu dalších procesů.