Sav život dolazi iz mora. Stoga u tijelu postoje uvjeti koji se grade na tim izvornim životnim uvjetima. To znači da su vitalni građevni blokovi u organizmu soli. Omogućuju sve fiziološke procese, dio su organa i tvore ione u vodenoj otopini. Natrij i kalijev klorid su dominantne soli u stanicama. U ionskom obliku oni su pokretačka snaga proteinskih funkcija, određuju osmotski aktivne komponente između stanične unutrašnjosti i vanjskih uvjeta i uzrokuju električne potencijale. Jedan od njih je potencijal membrane.
Kakav je potencijal membrane?
Sve stanice imaju svojstvo razvijanja membranskog potencijala. Pod membranskim potencijalom podrazumijeva se električni napon ili razlika potencijala između vanjske i unutarnje strane stanične membrane. Kada se koncentrirane otopine membrane elektrolita odvoje jedna od druge i postoji vodljivost u membrani za ione, dolazi do membranskog potencijala.
Biološki procesi u tijelu izuzetno su složeni. Membranski potencijal igra presudnu ulogu, posebno za mišićne i živčane stanice, kao i za sve senzorne stanice. U svim tim stanicama proces je u mirovanju. Stanice se aktiviraju samo pomoću određenog podražaja ili pobuđenja i dolazi do promjene napona. Promjena se događa iz odmarajućeg potencijala i vraća se u njega. U ovom se slučaju govori o depolarizaciji.
Ovo je smanjenje potencijala membrane zbog električnih, kemijskih ili mehaničkih učinaka. Promjena napona se odvija kao impuls, prenosi se duž membrane, prenosi informacije u cijelom organizmu i omogućava komunikaciju između pojedinih organa, u živčanom sustavu i s okolinom.
Funkcija i zadatak
Stanica u ljudskom tijelu je uzbudljiva i sastoji se od natrijevih iona u onoj mjeri u kojoj su izvanćelijski. Malo natrijevih iona prisutno je unutarćelijski. Neravnoteža između unutarnje i vanjske strane ćelije stvara negativan potencijal membrane.
Membranski potencijali su uvijek negativno nabijeni i imaju konstantne i karakteristične vrijednosti za pojedine vrste stanica. Oni se mjere mikroelektrodama, od kojih jedan vodi unutar stanice, a drugi se nalazi kao referentna elektroda u izvanćelijskom prostoru.
Uzrok membranskog potencijala je razlika u koncentraciji iona. To znači da se električni napon nakuplja po membrani, čak i ako je neto raspodjela pozitivnih i negativnih iona jednaka na obje strane. Membranski potencijal nastaje zato što lipidni sloj stanice omogućava da se ioni nakupljaju na površini membrane, ali ne mogu proći kroz nepolarna područja. Stanična membrana nema dovoljnu vodljivost za ione. To stvara visok difuzijski tlak. Ne samo u cjelini, svaka pojedina ćelija ima električnu vodljivost. Difuzijski tlak tada vodi do prolaza iz citoplazme.
Čim u tim uvjetima nestane kalijev ion, u stanici se gubi pozitivan naboj.Zbog toga se unutarnja površina membrane negativno nabije, kako bi se stvorila ravnoteža. To stvara električni potencijal. To se povećava sa svakom promjenom strane iona. To zauzvrat smanjuje koncentracijski gradijent membrane i, kao rezultat, difuzijski tlak kalija. Odljev se prekida i ponovno se stvara ravnoteža.
Razina membranskog potencijala razlikuje se od stanice do stanice. U pravilu, stanica se ponaša negativno prema vanjskoj strani stanice i varira redoslijedom veličine između (-) 50 mV do (-) 100 mV. U stanicama glatkih mišića, s druge strane, nastaju manji membranski potencijali od (-) 30 mV.
Čim se stanica širi, što je slučaj u mišićnim i živčanim stanicama, membranski potencijal također se prostorno razlikuje. Tamo služi prije svega za širenje i prijenos signala, dok omogućuje obradu informacija u senzornim ćelijama. Potonje se događa u istom obliku u središnjem živčanom sustavu.
U mitohondrijama i kloroplastima, membranski potencijal je energetski spoj između procesa energetskog metabolizma. Ioni se prevoze protiv napona. Mjerenje je teško u takvim uvjetima, posebno ako se vrši bez mehaničkih, kemijskih ili električnih smetnji.
Ostala stanja javljaju se u vanjskoj stanici, tj. U izvanstaničnoj tekućini. Tamo nema molekula proteina, zbog čega je omjer obrnut. Proteinske molekule imaju visoku vodljivost, ali ne mogu proći kroz stijenku membrane. Pozitivni kalijevi ioni uvijek nastoje uravnotežiti koncentraciju. To stvara pasivni transport molekula u izvanstaničnoj tekućini.
Taj se proces nastavlja sve dok se električni naboj ponovo nije u ravnoteži. U ovom slučaju postoji Nernstov potencijal. To znači da se potencijal može izračunati za sve ione, jer veličina ovisi o gradijentu koncentracije s obje strane membrane. U slučaju kalija, u fiziološkim uvjetima magnitude je (-) 70 do (-) 90 mV, a u slučaju natrija oko (+) 60 mV.
Bolesti i bolesti
Razina membranskog potencijala karakterizira opće zdravlje stanica. Zdrava stanica je u redoslijedu od (-) 70 do (-) 90 mV. Tok energije je jak, stanica je snažno polarizirana. Pedeset posto suptilne energije koristi se za polarizaciju. Stoga je potencijal membrane visok.
Izgleda drugačije s bolesnom stanicom. Zbog niskoenergetskog područja potrebna joj je suptilna energija iz okoliša. Pri tome se ljulja horizontalno ili skreće ulijevo. Membranski potencijal ovih stanica je vrlo nizak, kao i vibracija stanica. Stanice raka, npr. B. imaju samo magnitudu (-) 10 mV. Osjetljivost na infekciju je stoga vrlo velika.
.jpg)
.jpg)
