Potencjały transbłonowe

Wprowadzenie

Potencjał przezbłonowy opisuje napięcie elektryczne pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną stroną błony komórkowej. Powstaje on w wyniku nierównomiernej dystrybucji jonów i jest niezbędny dla wielu procesów biologicznych.

Rozwój potencjału przezbłonowego

1. Dystrybucja jonów

Przestrzeń wewnętrzna: Wysokie stężenie jonów potasu (K⁺), wiele ujemnie naładowanych białek.
Przestrzeń zewnętrzna: Wysokie stężenie jonów sodu (Na⁺) i jonów chlorkowych (Cl-).

2. Przepuszczalność błony

Błona komórkowa jest półprzepuszczalna i zawiera specjalne kanały jonowe. Potas preferencyjnie wypływa z komórki, sprawiając, że wnętrze komórki jest bardziej ujemne.

3. Pompa sodowo-potasowa

Aktywny mechanizm transportowy, który wypompowuje 3 jony Na⁺ i 2 jony K⁺ do komórki. Pomaga to utrzymać ujemny potencjał.

Typowe wartości

Spoczynkowy potencjał błonowy: około -70 mV (w komórkach nerwowych).
Depolaryzacja: Wnętrze komórki staje się mniej ujemne.
Hiperpolaryzacja: Wnętrze komórki staje się bardziej ujemne.

Znaczenie i funkcja

Przewodzenie nerwowe: Podstawa potencjałów czynnościowych.
Skurcz mięśni: Kontrola aktywności mięśni.
Funkcje serca: Kontrola rytmu serca.
Funkcje sensoryczne: Przekształcanie bodźców w sygnały elektryczne.

Ważne pojęcia

Równanie Goldmana-Hodgkina-Katza: Obliczanie potencjału błonowego.
Potencjał czynnościowy: Gwałtowna zmiana potencjału błonowego.
Gradientelektrochemiczny: Połączenie gradientu chemicznego i elektrycznego.

Podsumowanie

Potencjał transmembranowy jest niezbędny dla pobudliwości elektrycznej i komunikacji w układach biologicznych. Stanowi on podstawę przewodnictwa nerwowego, ruchu mięśni i wielu innych procesów.