Transmembranpotentialer

Inledning

En transmembranpotential beskriver den elektriska spänningen mellan insidan och utsidan av ett cellmembran. Den skapas av den ojämna fördelningen av joner och är nödvändig för många biologiska processer.

Utveckling av den transmembrana potentialen

1. Jonfördelning

Inre utrymme: Hög koncentration av kaliumjoner (K⁺), många negativt laddade proteiner.
Yttre rymden: Hög koncentration av natriumjoner (Na⁺) och kloridjoner (Cl-).

2. Membranets genomtränglighet

Cellmembranet är semipermeabelt och innehåller speciella jonkanaler. Kalium flödar företrädesvis ut ur cellen, vilket gör cellens insida mer negativ.

3. Natrium-kalium-pump

En aktiv transportmekanism som pumpar ut 3 Na⁺-joner och in 2 K⁺-joner i cellen. Detta bidrar till att bibehålla den negativa potentialen.

Typiska värden

Membranpotential i vila: ca -70 mV (i nervceller).
Depolarisering: cellens inre blir mindre negativt.
Hyperpolarisering: Cellens inre blir mer negativt.

Betydelse och funktion

Nervledning: Bas för aktionspotentialer.
Muskelsammandragning: Kontroll av muskelaktivitet.
Hjärtfunktion: Kontroll av hjärtrytmen.
Sensoriska funktioner: Omvandling av stimuli till elektriska signaler.

Viktiga begrepp

Goldman-Hodgkin-Katz-ekvationen: Beräkning av membranpotentialen.
Aktionspotential: Snabb förändring av membranpotentialen.
Elektrokemisk gra dient: Kombination av kemisk och elektrisk gradient.

Sammanfattning

Transmembranpotentialen är avgörande för elektrisk excitabilitet och kommunikation i biologiska system. Den utgör grunden för nervledning, muskelrörelser och många andra processer.