Membránpotenciál , szintén transzmembránpotenciál vagy membránfeszültség , néha Nernst-potenciál - az elektromos potenciál különbsége (elektromos gradiens), amely egy féligáteresztő membrán (egy adott esetben sejtmembrán ) belső és külső oldalának töltései között lép fel. Ami a sejt belső részét illeti, a membránpotenciál jellemző értékei -40 mV és -80 mV között vannak.
A biológiai szervezetek belsejében fellépő elektromos jelek az ionok mozgásából származnak [1] . Az akciós potenciál szempontjából legfontosabb kationok a nátrium (Na + ) és kálium (K + ) kationok [2] . Mindkét egyértékű kation ugyanazt a pozitív töltést hordozza. Az akciós potenciál magában foglalhatja a kalcium -kationt (Ca 2+ ) is [3] , ez egy kétértékű kation, amely kettős pozitív töltésű. A klóranion (Cl- ) fontos szerepet játszik egyes algák akciós potenciáljában [4] , azonban a legtöbb állat akciós potenciáljában csak kis szerepet játszik [5] .
Az ionszivattyú olyan szállítórendszer, amely a koncentráció és az elektromos gradiensek ellenére közvetlen energiafelhasználással biztosítja az ionok átvitelét [6] .
Az ioncsatornák integrált membránfehérjék , amelyek pórusain keresztül az ionok az intercelluláris térből a sejtekbe juthatnak és fordítva. A legtöbb ioncsatorna nagy specificitást (szelektivitást) mutat egyetlen ionra. Például a legtöbb káliumcsatornát a káliumkationok és a nátriumkationok 1000:1 arányú nagy szelektivitási aránya jellemzi, bár a kálium- és nátriumionok töltése azonos, és csak kismértékben különböznek a sugaraktól. A csatorna pórusa általában olyan kicsi, hogy az ionoknak ugyanabban a sorrendben kell áthaladniuk rajta [7] .
Egy ion egyensúlyi potenciálja (eng. equilibrium potencial ) a membránon lévő elektromos feszültség nagysága, amelynél a diffúzió és az elektromos erők egymással szemben állnak, így a membránon keresztül létrejövő ionáram ennek következtében nulla. áramlási sebesség a cellába és onnan ki. Ez azt jelenti, hogy a membránon áthaladó feszültség pontosan kompenzálja az ionok diffúzióját, így a membránon áthaladó teljes ionáram nulla. A megfordítási potenciál azért fontos, mert az ioncsatornákra ható feszültséget hoz létre, amely áteresztővé teszi az ionokat.
Egy adott ionfajta egyensúlyi potenciálját általában jelölik . Bármely ion potenciálja kiszámítható a Nernst-egyenlet segítségével . Például a káliumionok fordított potenciálja:
ahol az ionok egyensúlyi potenciálja voltban mérve ; - univerzális gázállandó , egyenlő 8,3144 J / (mol K); az abszolút hőmérséklet kelvinben ; - a reakcióban részt vevő ionok elemi töltésekben kifejezett töltése káliumionoknál 1; - Faraday-állandó , 96 485 C /mol; - a káliumionok extracelluláris koncentrációja, mol / l-ben mérve; - a káliumionok intracelluláris koncentrációja, mol / l-ben mérve.A megfordítási potenciál (eng. reversal potencial ) számszerűen egyenlő az egyensúlyi potenciállal. A reverzális potenciál kifejezés azt tükrözi, hogy a membránpotenciál adott értékén áthaladva az ionáramlás iránya megfordul.
![]() | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |