Мембранный потенциал

Вся жизнь исходит из моря. Следовательно, в теле есть условия, которые основываются на этих изначальных условиях жизни. Это означает, что жизненно важные строительные блоки в организме - это соли. Они запускают все физиологические процессы, входят в состав органов и образуют ионы в водном растворе. Хлорид натрия и калия - доминирующие соли в клетках. В ионной форме они являются движущей силой для функций белка, определяют осмотически активные компоненты между внутренним пространством клетки и внешними условиями и вызывают электрические потенциалы. Один из них - мембранный потенциал.

Что такое мембранный потенциал?

Все клетки обладают свойством развивать мембранный потенциал. Под мембранным потенциалом понимается электрическое напряжение или разность потенциалов между внешней и внутренней частью клеточной мембраны. Когда концентрированные растворы электролитов мембраны отделены друг от друга и в мембране присутствует проводимость для ионов, возникает мембранный потенциал.

Биологические процессы в организме чрезвычайно сложны. Мембранный потенциал играет решающую роль, особенно для мышечных и нервных клеток, а также для всех сенсорных клеток. Во всех этих клетках процесс находится в состоянии покоя. Клетки активируются только определенным стимулом или возбуждением, и происходит изменение напряжения. Изменение происходит от потенциала покоя и возвращается к нему. В этом случае говорят о деполяризации.

Это снижение мембранного потенциала из-за электрического, химического или механического воздействия. Изменение напряжения происходит в виде импульса, передается по мембране, передает информацию во всем организме и обеспечивает связь между отдельными органами, нервной системой и окружающей средой.

Функция и задача

Клетка в человеческом теле возбудима и состоит из ионов натрия, поскольку они внеклеточные. Внутриклеточно присутствует небольшое количество ионов натрия. Дисбаланс между внутренней и внешней частью клетки создает отрицательный мембранный потенциал.

Мембранные потенциалы всегда имеют отрицательный заряд и имеют постоянные и характерные значения для отдельных типов клеток. Они измеряются с помощью микроэлектродов, один из которых ведет внутрь клетки, а другой расположен во внеклеточном пространстве в качестве электрода сравнения.

Причина мембранного потенциала - разница в концентрации ионов. Это означает, что на мембране нарастает электрическое напряжение, даже если чистое распределение положительных и отрицательных ионов одинаково с обеих сторон. Мембранный потенциал создается потому, что липидный слой клетки позволяет ионам накапливаться на поверхности мембраны, но не может проникать через неполярные области. Клеточная мембрана имеет недостаточную проводимость для ионов. Это создает высокое давление диффузии. Не только в целом, каждая отдельная ячейка обладает электропроводностью. Затем давление диффузии приводит к выходу из цитоплазмы.

Как только ион калия вытекает в этих условиях, в ячейке теряется положительный заряд.Следовательно, внутренняя поверхность мембраны заряжается отрицательно, чтобы создать баланс. Это создает электрический потенциал. Это увеличивается с каждым изменением стороны ионов. Это, в свою очередь, снижает градиент концентрации мембраны и, как следствие, давление диффузии калия. Отток прерывается, и снова создается равновесие.

Уровень мембранного потенциала отличается от клетки к клетке. Как правило, ячейка ведет себя отрицательно по отношению к внешней части ячейки и изменяется по порядку величины от (-) 50 мВ до (-) 100 мВ. С другой стороны, в гладкомышечных клетках возникают меньшие мембранные потенциалы с (-) 30 мВ.

Как только клетка расширяется, что имеет место в мышечных и нервных клетках, мембранный потенциал также меняется в пространстве. Там он служит в первую очередь для распространения и передачи сигнала, а также позволяет обрабатывать информацию в сенсорных клетках. Последнее происходит в такой же форме в центральной нервной системе.

В митохондриях и хлоропластах мембранный потенциал - это энергетическая связь между процессами энергетического метаболизма. Ионы переносятся против напряжения. В таких условиях измерение затруднено, особенно если оно должно проводиться без механических, химических или электрических помех.

Другие состояния возникают снаружи клетки, то есть во внеклеточной жидкости. Белковых молекул там нет, поэтому соотношение обратное. Молекулы белка обладают высокой проводимостью, но не могут проходить через стенку мембраны. Положительные ионы калия всегда стремятся сбалансировать концентрацию. Это создает пассивный транспорт молекул внеклеточной жидкости.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока накопившийся электрический заряд снова не окажется в равновесии. В этом случае есть потенциал Нернста. Это означает, что потенциал можно рассчитать для всех ионов, так как размер зависит от градиента концентрации с обеих сторон мембраны. В случае калия величина составляет от (-) 70 до (-) 90 мВ при физиологических условиях, а в случае натрия - около (+) 60 мВ.

Болезни и недуги

Уровень мембранного потенциала характеризует общее состояние клеток. Здоровая клетка имеет порядок от (-) 70 до (-) 90 мВ. Поток энергии сильный, ячейка сильно поляризована. Пятьдесят процентов тонкой энергии используется для поляризации. Следовательно, мембранный потенциал высок.

С больной клеткой все выглядит иначе. Из-за низкоэнергетической области ему требуется тонкая энергия из окружающей среды. При этом он либо качается горизонтально, либо поворачивается влево. Мембранный потенциал этих клеток очень низкий, как и вибрация клеток. Раковые клетки, например B. имеют только величину (-) 10 мВ. Поэтому восприимчивость к инфекции очень высока.