Transmembránové potenciály

Úvod

Transmembránový potenciál opisuje elektrické napätie medzi vnútornou a vonkajšou stranou bunkovej membrány. Vzniká nerovnomerným rozložením iónov a je nevyhnutný pre mnohé biologické procesy.

Vývoj transmembránového potenciálu

1. Rozloženie iónov

Vnútorný priestor: Vysoká koncentrácia draslíkových iónov (K⁺), veľa záporne nabitých bielkovín.
Vonkajší priestor: Vysoká koncentrácia iónov sodíka (Na⁺) a chloridových iónov (Cl-).

2. Priepustnosť membrány

Bunková membrána je polopriepustná a obsahuje špeciálne iónové kanály. Draslík prúdi prednostne von z bunky, čím sa vnútro bunky stáva negatívnejším.

3. Sodíkovo-draslíková pumpa

Aktívny transportný mechanizmus, ktorý pumpuje 3 ióny Na⁺ von a 2 ióny K⁺ do bunky. To pomáha udržiavať záporný potenciál.

Typické hodnoty

Pokojový membránový potenciál: približne -70 mV (v nervových bunkách).
Depolarizácia: vnútro bunky sa stáva menej záporným.
Hyperpolarizácia: Vnútro bunky sa stáva viac záporným.

Význam a funkcia

Nervové vedenie: Základ pre akčné potenciály.
Svalová kontrakcia: Kontrola svalovej aktivity.
Funkcia srdca: Kontrola srdcového rytmu.
Zmyslové funkcie: Premena podnetov na elektrické signály.

Dôležité pojmy

Goldmanova-Hodgkinova-Katzova rovnica: Výpočet membránového potenciálu.
Akčný potenciál: Rýchla zmena membránového potenciálu.
Elektrochemický gradient: Kombinácia chemického a elektrického gradientu.

Zhrnutie

Transmembránový potenciál je nevyhnutný pre elektrickú vzrušivosť a komunikáciu v biologických systémoch. Tvorí základ pre nervové vedenie, pohyb svalov a mnohé ďalšie procesy.