Transmembranski potenciali

Uvod

Transmembranski potencial opisuje električno napetost med notranjostjo in zunanjostjo celične membrane. Nastane zaradi neenakomerne porazdelitve ionov in je bistvenega pomena za številne biološke procese.

Razvoj transmembranskega potenciala

1. Razporeditev ionov

Notranji prostor: Visoka koncentracija kalijevih ionov (K⁺), veliko negativno nabitih beljakovin.
Zunanji prostor: Visoka koncentracija natrijevih ionov (Na⁺) in kloridnih ionov (Cl-).

2. Prepustnost membrane

Celična membrana je polprepustna in vsebuje posebne ionske kanale. Kalij se prednostno izliva iz celice, zaradi česar je notranjost celice bolj negativna.

3. Natrijevo-kalijeva črpalka

Aktivni transportni mehanizem, ki črpa 3 ione Na⁺ ven in 2 iona K⁺ v celico. To pomaga vzdrževati negativni potencial.

Tipične vrednosti

Membranski potencial v mirovanju: približno -70 mV (v živčnih celicah).
Depolarizacija: notranjost celice postane manj negativna.
Hiperpolarizacija: Notranjost celice postane bolj negativna.

Pomen in funkcija

Prevodnost živcev: Osnova za akcijske potenciale.
Krčenje mišic: Nadzor mišične aktivnosti.
Delovanje srca: Nadzor srčnega ritma.
Senzorične funkcije: Pretvarjanje dražljajev v električne signale.

Pomembni pojmi

Goldman-Hodgkin-Katzova enačba: Izračun membranskega potenciala.
Akcijski potencial: Hitra sprememba membranskega potenciala.
Elektrokemični gradient: Kombinacija kemičnega in električnega gradienta.

Povzetek

Transmembranski potencial je bistvenega pomena za električno vzburjenost in komunikacijo v bioloških sistemih. Je osnova za živčno prevajanje, gibanje mišic in številne druge procese.