Visas gyvenimas kyla iš jūros. Todėl kūne yra sąlygų, kurios remiasi šiomis originaliomis gyvenimo sąlygomis. Tai reiškia, kad gyvybiškai svarbūs organizmo elementai yra druskos. Jie įgalina visus fiziologinius procesus, yra organų dalis ir sudaro jonus vandeniniame tirpale. Natris ir kalio chloridas yra dominuojančios druskos ląstelėse. Joninės formos jie yra varomoji jėga baltymų funkcijoms, nustato osmosiškai aktyvius komponentus tarp ląstelės vidaus ir išorės sąlygų ir sukelia elektrinį potencialą. Vienas tokių yra membranos potencialas.
Koks yra membranos potencialas?
Visos ląstelės turi savybę vystyti membranos potencialą. Membranos potencialas suprantamas kaip elektrinė įtampa arba potencialo skirtumas tarp ląstelės membranos išorės ir vidaus. Kai membranos koncentruoti elektrolitų tirpalai yra atskirti vienas nuo kito ir yra jonų laidumas membranoje, atsiranda membranos potencialas.
Biologiniai procesai organizme yra nepaprastai sudėtingi. Membranos potencialas vaidina lemiamą vaidmenį, ypač raumenų ir nervų ląstelėms, taip pat visoms jutimo ląstelėms. Visose šiose ląstelėse procesas yra ramybės būsenoje. Ląstelės aktyvuojamos tik tam tikru stimulu ar sužadinimu ir kinta įtampa. Pokytis vyksta iš poilsio galimybių ir grįžta prie jo. Šiuo atveju kalbama apie depoliarizaciją.
Tai membranos potencialo sumažėjimas dėl elektrinio, cheminio ar mechaninio poveikio. Įtampa keičiasi kaip impulsas, perduodama išilgai membranos, perduoda informaciją visame organizme ir sudaro sąlygas bendrauti tarp atskirų organų, nervų sistemoje ir su aplinka.
Funkcija ir užduotis
Žmogaus kūno ląstelės yra sužadinamos ir susideda iš natrio jonų, jei jos yra tarpląstelinės. Į ląstelę patenka nedaug natrio jonų. Subalansuotumas tarp ląstelės vidaus ir išorės sukuria neigiamą membranos potencialą.
Membranos potencialas visada yra neigiamai įkrautas ir turi pastovias bei būdingas reikšmes atskiriems ląstelių tipams. Jie matuojami mikroelektrodais, iš kurių vienas veda ląstelės viduje, o kitas yra tarpląstelinėje erdvėje kaip etaloninis elektrodas.
Membranos potencialo priežastis yra jonų koncentracijos skirtumas. Tai reiškia, kad elektrinė įtampa kaupiasi visoje membranoje, net jei teigiamų ir neigiamų jonų grynasis pasiskirstymas abiejose pusėse yra vienodas. Sukurtas membranos potencialas, nes ląstelės lipidinis sluoksnis leidžia jonams kauptis membranos paviršiuje, tačiau negali prasiskverbti pro nepoliarias sritis. Ląstelės membrana turi nepakankamą jonų laidumą. Tai sukuria aukštą difuzijos slėgį. Ne tik kaip visuma, kiekviena ląstelė turi elektrinį laidumą. Tada difuzijos slėgis išstumia iš citoplazmos.
Kai tik tokiomis sąlygomis ištekėja kalio jonas, ląstelėje prarandamas teigiamas krūvis.Todėl vidinis membranos paviršius yra neigiamai įkrautas, kad būtų sukurta pusiausvyra. Tai sukuria elektrinį potencialą. Tai padidėja kaskart keičiantis jonų pusėms. Tai savo ruožtu sumažina membranos koncentracijos gradientą ir dėl to kalio difuzijos slėgį. Nutekėjimas nutraukiamas ir vėl sukuriama pusiausvyra.
Membranos potencialo lygis skirtingose ląstelėse skiriasi. Paprastai ląstelė išoriškai elgiasi neigiamai ir kinta pagal dydį: nuo (-) nuo 50 mV iki (-) 100 mV. Lygiosios raumens ląstelėse, savo ruožtu, atsiranda mažesnės (-) 30 mV membranos galimybės.
Kai tik ląstelė išsiplečia, kaip yra raumenų ir nervų ląstelėse, membranos potencialas taip pat skiriasi erdvėje. Čia jis visų pirma tarnauja kaip signalo sklidimas ir perdavimas, tuo tarpu leidžia apdoroti informaciją jutimo ląstelėse. Pastaroji tokia pati forma atsitinka centrinėje nervų sistemoje.
Mitochondrijose ir chloroplastuose membranos potencialas yra energetinis ryšys tarp energijos apykaitos procesų. Jonai pernešami prieš įtampą. Tokiomis sąlygomis matuoti sunku, ypač jei jis turi būti atliekamas be mechaninių, cheminių ar elektrinių trukdžių.
Kitos sąlygos atsiranda ląstelės išorėje, t. Y. Tarpląsteliniame skystyje. Ten nėra baltymų molekulių, todėl santykis yra atvirkštinis. Baltymų molekulės turi aukštą laidumą, tačiau negali praeiti pro membranos sienelę. Teigiami kalio jonai visada stengiasi subalansuoti koncentraciją. Tai sukuria pasyvų molekulių transportavimą tarpląsteliniame skystyje.
Šis procesas tęsiasi tol, kol susikaupęs elektros krūvis vėl yra pusiausvyros būsenoje. Šiuo atveju yra Nernsto potencialas. Tai reiškia, kad potencialą galima apskaičiuoti visiems jonams, nes dydis priklauso nuo koncentracijos gradiento abiejose membranos pusėse. Kalio koncentracija yra (-) nuo 70 iki (-) 90 mV fiziologinėmis sąlygomis, o natrio - apie (+) 60 mV.
Ligos ir negalavimai
Membranos potencialo lygis apibūdina bendrą ląstelių sveikatą. Sveika ląstelė yra nuo (-) 70 iki (-) 90 mV. Energijos srautas yra stiprus, ląstelė yra stipriai poliarizuota. Penkiasdešimt procentų subtiliosios energijos sunaudojama poliarizacijai. Taigi membranos potencialas yra didelis.
Su sergančia ląstele atrodo kitaip. Dėl mažai energijos naudojančios zonos jai reikia subtilios energijos iš savo aplinkos. Tai darydamas, jis arba sukasi horizontaliai, arba pasisuka į kairę. Šių ląstelių, kaip ir ląstelių vibracija, membranos potencialas yra labai žemas. Vėžinės ląstelės pvz. B. turi tik (-) 10 mV stiprį. Todėl jautrumas infekcijai yra labai didelis.
.jpg)
.jpg)
