Мембрански потенцијал

Сав живот долази из мора. Дакле, у телу постоје услови који граде на овим првобитним условима живота. То значи да су витални градивни блокови у организму соли. Омогућују све физиолошке процесе, део су органа и формирају јоне у воденом раствору. Натријум и калијум хлорид су доминантне соли у ћелијама. У јонском облику они су покретачка снага протеинских функција, одређују осмотски активне компоненте између ћелије у унутрашњости и спољних услова и узрокују електричне потенцијале. Један од њих је мембрански потенцијал.

Какав је потенцијал мембране?

Све ћелије имају својство развијања мембранског потенцијала. Под мембранским потенцијалом подразумева се електрични напон или разлика потенцијала између спољашње и унутрашње стране ћелијске мембране. Када се концентровани раствори електролита мембране раздвоје један од другог и постоји проводљивост у мембрани за јоне, долази до мембранског потенцијала.

Биолошки процеси у организму су изузетно сложени. Мембрански потенцијал игра пресудну улогу, посебно за мишићне и нервне ћелије, а такође и за све сензорне ћелије. У свим тим ћелијама процес је у мировању. Ћелије се активирају само одређеним подражајем или побудом и промене напона. Промјена се одвија из потенцијала одмора и враћа се у њега. У овом случају се говори о деполаризацији.

Ово је смањење потенцијала мембране због електричних, хемијских или механичких утицаја. Промјена напона се одвија као импулс, преноси се дуж мембране, преноси информације у целом организму и омогућава комуникацију између појединих органа, у нервном систему и са околином.

Функција и задатак

Ћелија у људском телу је узбудљива и састоји се од натријум јона у оној мери у којој су ванћелијски. Неколико натријум јона присутно је унутар ћелијски. Неравнотежа између унутрашње и спољашње ћелије ствара негативан потенцијал мембране.

Мембрански потенцијали су увек негативно набијени и имају константне и карактеристичне вредности за поједине врсте ћелија. Они се мере микроелектродама, од којих један води унутар ћелије, а други као референтну електроду у ванћелијски простор.

Узрок мембранског потенцијала је разлика у концентрацији јона. То значи да се електрични напон накупља по мембрани, чак и ако је нето дистрибуција позитивних и негативних јона иста на обе стране. Мембрански потенцијал ствара се зато што липидни слој ћелије омогућава да се јони акумулирају на површини мембране, али не могу да продру кроз неполарна подручја. Ћелијска мембрана има недовољну проводљивост за јоне. То ствара висок дифузијски притисак. Не само у целини, свака поједина ћелија има електричну проводљивост. Дифузијски притисак тада доводи до преласка из цитоплазме.

Чим калијум јон истекне под овим условима, у ћелији се губи позитиван набој.Због тога се унутрашња површина мембране негативно наелектрише, како би се створила равнотежа. Ово ствара електрични потенцијал. Ово се повећава са сваком променом стране јона. То заузврат смањује градијент концентрације мембране и, као резултат, дифузијски притисак калијума. Одлив се прекида и поново се ствара равнотежа.

Ниво потенцијала мембране се разликује од ћелије до ћелије. По правилу, ћелија се понаша негативно према спољашњој ћелији и варира редоследом величине између (-) 50 мВ до (-) 100 мВ. У ћелијама глатких мишића заузврат настају мањи мембрански потенцијали од (-) 30 мВ.

Чим се ћелија шири, што је случај са ћелијама мишића и нерва, потенцијал мембране се такође просторно разликује. Тамо служи првенствено за ширење и пренос сигнала, док омогућава обраду информација у сензорним ћелијама. Ово последње се дешава у истом облику у централном нервном систему.

У митохондријама и хлоропластима, мембрански потенцијал је енергетска веза између енергетских метаболичких процеса. Иони се превозе против напона. Мерење је тешко у таквим условима, посебно ако се врши без механичких, хемијских или електричних сметњи.

Остала стања настају у спољашњости ћелије, тј. У ванћелијској течности. Тамо нема молекула протеина, због чега је однос обрнут. Молекули протеина имају велику проводљивост, али не могу да прођу кроз мембранску стијенку. Позитивни калијум јони увек теже да уравнотеже концентрацију. Ово ствара пасивни транспорт молекула у ванћелијској течности.

Тај се процес наставља све док се електрични набој поново није у равнотежи. У овом случају постоји Нернстов потенцијал. То значи да се потенцијал може израчунати за све јоне, јер величина зависи од градијента концентрације са обе стране мембране. У случају калијума, јачина у физиолошким условима је (-) 70 до (-) 90 мВ, а за натријум је око (+) 60 мВ.

Болести и тегобе

Ниво мембранског потенцијала карактерише опште здравље ћелија. Здрава ћелија је реда (-) 70 до (-) 90 мВ. Ток енергије је јак, ћелија је јако поларизована. Педесет посто суптилне енергије користи се за поларизацију. Потенцијал мембране је стога висок.

Изгледа другачије са болесном ћелијом. Због нискоенергетског подручја потребна му је суптилна енергија из окружења. При томе се љуља хоризонтално или скреће улево. Мембрански потенцијал ових ћелија је врло низак, као и вибрација ћелије. Ћелије рака, нпр. Б. имају само магнитуду (-) 10 мВ. Осјетљивост на инфекцију је стога врло велика.