Celý život přichází z moře. Proto jsou v těle podmínky, které staví na těchto původních životních podmínkách. To znamená, že životně důležité stavební kameny v organismu jsou soli. Umožňují všechny fyziologické procesy, jsou součástí orgánů a vytvářejí ionty ve vodném roztoku. Sodík a chlorid draselný jsou dominantní soli v buňkách. V iontové formě jsou hnací silou proteinových funkcí, určují osmoticky aktivní složky mezi vnitřkem buňky a vnějšími podmínkami a způsobují elektrické potenciály. Jedním takovým je membránový potenciál.
Co je to membránový potenciál?
Všechny buňky mají vlastnost vývoje membránového potenciálu. Pod membránovým potenciálem se rozumí elektrické napětí nebo rozdíl potenciálu mezi vnější a vnitřní buněčnou membránou. Když se koncentrované elektrolytové roztoky membrány od sebe oddělí a vodivost v membráně pro ionty je přítomna, vzniká membránový potenciál.
Biologické procesy v těle jsou velmi složité. Membránový potenciál hraje klíčovou roli, zejména pro svalové a nervové buňky a také pro všechny senzorické buňky. Ve všech těchto buňkách je proces v klidu. Buňky jsou aktivovány pouze určitým stimulem nebo excitací a dochází ke změně napětí. Ke změně dochází z klidového potenciálu a vrací se k němu. V tomto případě se mluví o depolarizaci.
Jedná se o pokles membránového potenciálu v důsledku elektrických, chemických nebo mechanických účinků. Změna napětí probíhá jako impuls, prochází podél membrány, přenáší informace v celém organismu a umožňuje komunikaci mezi jednotlivými orgány, nervovou soustavou a okolím.
Funkce a úkol
Buňka v lidském těle je vzrušující a sestává z iontů sodíku, pokud jsou extracelulární. Intracelulárně je přítomno jen několik sodných iontů. Nerovnováha mezi vnitřkem a vně buňky vytváří negativní membránový potenciál.
Membránové potenciály jsou vždy záporně nabité a mají konstantní a charakteristické hodnoty v jednotlivých typech buněk. Měří se mikroelektrodami, z nichž jedna vede uvnitř buňky a druhá je umístěna v extracelulárním prostoru jako referenční elektroda.
Příčinou membránového potenciálu je rozdíl v koncentraci iontů. To znamená, že elektrické napětí se hromadí přes membránu, i když je síťové rozdělení kladných a záporných iontů na obou stranách stejné. Membránový potenciál je vytvořen, protože lipidová vrstva buňky umožňuje hromadění iontů na povrchu membrány, ale nemůže proniknout nepolárními oblastmi. Buněčná membrána má nedostatečnou vodivost pro ionty. To vytváří vysoký difúzní tlak. Každá buňka má elektrickou vodivost nejen jako celek. Difúzní tlak pak vede k průchodu z cytoplazmy.
Jakmile za těchto podmínek vytéká iont draslíku, v buňce se ztratí pozitivní náboj.To je důvod, proč se povrch vnitřní membrány v důsledku toho negativně nabije, aby se vytvořila rovnováha. To vytváří elektrický potenciál. Toto se zvyšuje s každou změnou strany iontů. To zase snižuje koncentrační gradient membrány a v důsledku toho difúzní tlak draslíku. Odtok se přeruší a znovu se vytvoří rovnováha.
Úroveň membránového potenciálu se liší od buňky k buňce. Buňka se zpravidla chová negativně k vnějšku buňky a mění se v řádu řádů mezi (-) 50 mV až (-) 100 mV. V buňkách hladkého svalstva zase vznikají menší membránové potenciály (-) 30 mV.
Jakmile se buňka rozšíří, což je případ svalových a nervových buněk, membránový potenciál se také liší prostorově. Tam slouží především jako šíření a přenos signálu, zatímco umožňuje zpracování informací v senzorických buňkách. Ten se děje ve stejné formě v centrálním nervovém systému.
V mitochondriích a chloroplastech je membránový potenciál energetickou vazbou mezi energetickými metabolickými procesy. Iony jsou transportovány proti napětí. Měření je za těchto podmínek obtížné, zejména pokud se má provádět bez mechanického, chemického nebo elektrického rušení.
Další podmínky se vyskytují na vnější straně buňky, tj. V extracelulární tekutině. Nejsou tam žádné proteinové molekuly, proto je poměr obrácený. Proteinové molekuly mají vysokou vodivost, ale nemohou projít membránovou stěnou. Pozitivní draselné ionty se vždy snaží rovnováhu koncentrace. To vytváří pasivní transport molekul v extracelulární tekutině.
Tento proces pokračuje, dokud není elektrický náboj, který se nahromadil, znovu v rovnováze. V tomto případě existuje potenciál Nernst. To znamená, že potenciál lze vypočítat pro všechny ionty, protože velikost závisí na koncentračním gradientu na obou stranách membrány. V případě draslíku je velikost (-) 70 až (-) 90 mV za fyziologických podmínek a v případě sodíku kolem (+) 60 mV.
Nemoci a nemoci
Úroveň membránového potenciálu charakterizuje celkové zdraví buněk. Zdravá buňka je řádově (-) 70 až (-) 90 mV. Tok energie je silný, buňka je silně polarizovaná. Padesát procent jemné energie se používá k polarizaci. Membránový potenciál je proto vysoký.
Vypadá to jinak s nemocnou buňkou. Kvůli nízkoenergetické oblasti potřebuje jemnou energii ze svého prostředí. Přitom se buď otočí vodorovně, nebo se otočí doleva. Membránový potenciál těchto buněk je velmi nízký, stejně jako vibrace buněk. Rakovinové buňky, např. B. mají pouze velikost (-) 10 mV. Náchylnost k infekci je proto velmi vysoká.
.jpg)
.jpg)
