Visas gyvenimas kyla iš jūros. Todėl kūne yra sąlygų, kurios remiasi šiomis pirminėmis gyvenimo sąlygomis. Tai reiškia, kad gyvybiškai svarbūs organizmo blokai yra druskos. Jie įgalina visus fiziologinius procesus, yra organų dalis ir vandeniniame tirpale sudaro jonus. Natris ir kalis chloridas yra dominuojančios druskos ląstelėse. Joninės formos jie skatina baltymų funkcijas, nustato osmosiškai aktyvius komponentus tarp ląstelės vidaus ir išorės sąlygų ir sukelia elektrinius potencialus. Vienas iš tokių galimybių yra membranos potencialas.
Koks yra membranos potencialas?
Membranos potencialas yra elektrinė įtampa arba potencialų skirtumas tarp a išorės ir vidaus ląstelės membrana. Visos ląstelės turi savybę formuoti membraninį potencialą. Membranos potencialas suprantamas kaip elektros įtampa arba potencialų skirtumas tarp a išorės ir vidaus ląstelės membrana. Kai koncentruotas elektrolitas sprendimai membranos yra atskiriamos viena nuo kitos ir membranoje yra laidumas jonams, atsiranda membranos potencialas. Biologiniai procesai organizme yra labai sudėtingi. Ypač raumenų ir nervų ląstelėms, taip pat visoms jutimo ląstelėms, membranos potencialas vaidina lemiamą vaidmenį. Visose šiose ląstelėse procesas yra ramybės būsenoje. Tik tam tikru dirgikliu ar sužadinimu ląstelės suaktyvinamos ir įvyksta įtampos pokytis. Pokyčiai įvyksta iš ramybės potencialo ir grįžta į jį. Šiuo atveju kalbame apie depoliarizaciją. Tai yra membranos potencialo sumažėjimas dėl elektrinio, cheminio ar mechaninio poveikio. Įtampos pokytis vyksta kaip impulsas ir perduodamas išilgai membranos, tokiu būdu perduodant informaciją per visą organizmą ir suteikiant galimybę atskiriems organams bendrauti tarpusavyje, nervų sistemair aplinka.
Funkcija ir užduotis
Žmogaus kūno ląstelė yra sužadinama ir susideda iš natris jonai, jei jie yra tarpląsteliniai. Nedaug natris jonai yra tarpląsteliniu būdu. Pusiausvyros sutrikimas tarp ląstelės vidaus ir išorės sukelia neigiamą membranos potencialą. Membraniniai potencialai visada yra neigiamai įkrauti ir turi pastovius bei būdingus dydžius atskiriems ląstelių tipams. Jie matuojami mikroelektrodais, vienas iš jų patenka į elemento vidų, o kitas yra tarpląstelinėje erdvėje kaip etaloninis elektrodas. Membraninio potencialo priežastis yra skirtumas koncentracija jonų. Tai reiškia, kad elektros įtampa kaupiasi per membraną, net jei tinklas paskirstymas teigiamų ir neigiamų jonų yra vienoda abiejose pusėse. Membranos potencialas kaupiasi, nes ląstelės lipidinis sluoksnis leidžia jonams kauptis ant membranos paviršiaus, tačiau jie negali prasiskverbti pro nepolinius regionus. ląstelės membrana turi per mažą laidumą, kad jonai galėtų tai padaryti. Dėl to susidaro didelis difuzijos slėgis. Ne tik kaip visuma, kiekvienas atskiras elementas turi elektrinį laidumą. Tada difuzinis slėgis veda į citoplazmos perdavimą. Kai tik a kalis jonas tokiomis sąlygomis pabėga, ląstelėje prarandamas teigiamas krūvis. Todėl vidinis membranos paviršius neigiamai įkraunamas, kad sukurtų a subalansuoti. Taigi susidaro elektrinis potencialas. Tai didėja kiekvieną kartą keičiant jonų šonus. Savo ruožtu koncentracija mažėja membranos gradientas ir kartu difuzinis slėgis kalis. Taigi nutekėjimas nuteka ir sukuriama nauja pusiausvyra. Membranos potencialo lygis skirtingose ląstelėse skiriasi. Paprastai jis yra neigiamas elemento išorės atžvilgiu ir svyruoja nuo (-) 50 mV iki (-) 100 mV. Kita vertus, lygiųjų raumenų ląstelėse vystosi mažesni (-) 30 mV membranos potencialai. Kai tik ląstelė išsiplečia, tai yra raumenų ir nervų ląstelėse, membranos potencialas taip pat skiriasi erdviškai. Ten jis pirmiausia naudojamas kaip sklidimas ir signalo perdavimas, o jutimo ląstelėse - informacijos apdorojimas. Pastarasis ta pačia forma atsiranda centrinėje nervų sistema. Be mitochondrijos ir chloroplastai, membranos potencialas yra energetinė jungtis tarp energijos apykaitos procesų. Šiame procese jonai transportuojami prieš įtampą. Tokiomis sąlygomis matuoti sunku, ypač jei jis turi vykti be mechaninių, cheminių ar elektrinių trukdžių. Kiti santykiai atsiranda ląstelės išorėje, ty tarpląsteliniame skystyje. Baltymų nėra molekulės ten, todėl santykis yra atvirkštinis. Nors baltymai molekulės pasižymi dideliu laidumu, jie negali praeiti pro membranos sienelę. Teigiami kalio jonai visada siekia subalansuoti As koncentracija. Todėl pasyvus transporto gabenimas molekulės tarpląsteliniame skystyje. Šis procesas tęsiasi tol, kol susidaręs elektros krūvis vėl bus pusiausvyroje. Tokiu atveju atsiranda Nernsto potencialas. Tai teigia, kad potencialą galima apskaičiuoti visiems jonams, nes jų dydis priklauso nuo koncentracijos gradiento abiejose membranos pusėse. Kalio dydis fiziologinėmis sąlygomis yra nuo (-) 70 iki (-) 90 mV, o natrio - apie (+) 60 mV.
Ligos ir sutrikimai
Membraninio potencialo dydis apibūdina bendrąjį sveikatai ląstelių. Sveikos ląstelės dydis yra nuo (-) 70 iki (-) 90 mV. Energijos srautas yra stiprus, o ląstelė yra labai poliarizuota. Penkiasdešimt procentų subtilios energijos sunaudojama poliarizacijai. Atitinkamai membranos potencialas yra didelis. Sergančioje kameroje situacija yra kitokia. Jam reikalinga smulkių medžiagų energija, gaunama iš neturtingoje vietovėje esančios aplinkos. Tai darydamas, jis arba atlieka horizontalų svyravimą, arba posūkį į kairę. Šių ląstelių membraninis potencialas yra labai mažas, kaip ir ląstelių vibracija. Vėžys Pavyzdžiui, ląstelių dydis yra tik (-) 10 mV. Todėl imlumas infekcijoms yra labai didelis.
