Potențiale transmembranare

Introducere

Un potențial transmembranar descrie tensiunea electrică dintre interiorul și exteriorul unei membrane celulare. Acesta este creat de distribuția neuniformă a ionilor și este esențial pentru multe procese biologice.

Dezvoltarea potențialului transmembranar

1. Distribuția ionilor

Spațiul interior: Concentrație ridicată de ioni de potasiu (K⁺), multe proteine încărcate negativ.
Spațiul exterior: Concentrație ridicată de ioni de sodiu (Na⁺) și ioni de clorură (Cl-).

2. Permeabilitatea membranei

Membrana celulară este semipermeabilă și conține canale ionice speciale. Potasiul iese preferențial din celulă, făcând ca interiorul celulei să fie mai negativ.

3. Pompa sodiu-potasiu

Un mecanism activ de transport care pompează 3 ioni Na⁺ în afară și 2 ioni K⁺ în celulă. Acest lucru contribuie la menținerea potențialului negativ.

Valori tipice

Potențial membranar de repaus: aproximativ -70 mV (în celulele nervoase).
Depolarizare: Interiorul celulei devine mai puțin negativ.
Hiperpolarizare: Interiorul celulei devine mai negativ.

Semnificație și funcție

Conducerea nervoasă: Bază pentru potențialele de acțiune.
Contracția musculară: Controlul activității musculare.
Funcția cardiacă: Controlul ritmului cardiac.
Funcțiile senzoriale: Transformarea stimulilor în semnale electrice.

Concepte importante

Ecuația Goldman-Hodgkin-Katz: Calcularea potențialului de membrană.
Potențial de acțiune: Modificarea rapidă a potențialului membranei.
Gradient electrochimic: Combinație de gradient chimic și electric.

Rezumat

Potențialul transmembranar este esențial pentru excitabilitatea electrică și comunicarea în sistemele biologice. Acesta constituie baza conducerii nervoase, a mișcării musculare și a numeroase alte procese.