Целият живот идва от морето. Следователно в тялото има условия, които се основават на тези първоначални условия на живот. Това означава, че жизненоважни градивни елементи в организма са соли. Те дават възможност за всички физиологични процеси, са част от органите и образуват йони във воден разтвор. Натриев и калиев хлорид са доминиращите соли в клетките. В йонна форма те са движещата сила за протеиновите функции, определят осмотично активните компоненти между вътрешната клетка и външните условия и причиняват електрически потенциали. Една такава е мембранният потенциал.
Какъв е потенциалът на мембраната?
Всички клетки имат свойството да развиват мембранен потенциал. Под мембранен потенциал се разбира електрическото напрежение или потенциалната разлика между външната и вътрешната страна на клетъчната мембрана. Когато концентрираните електролитни разтвори на мембрана са разделени един от друг и проводимостта в мембраната за йони е налице, възниква мембранен потенциал.
Биологичните процеси в организма са изключително сложни. Мембранният потенциал играе решаваща роля, особено за мускулните и нервните клетки, а също и за всички сензорни клетки. Във всички тези клетки процесът е в покой. Клетките се активират само от определен стимул или възбуждане и настъпва промяна в напрежението. Промяната става от потенциала за почивка и се връща към него. В този случай човек говори за деполяризация.
Това е намаляването на мембранния потенциал поради електрически, химически или механични ефекти. Промяната на напрежението става като импулс, предава се по мембраната, предава информация в целия организъм и дава възможност за комуникация между отделните органи, в нервната система и със средата.
Функция и задача
Клетката в човешкото тяло е възбудима и се състои от натриеви йони, доколкото те са извънклетъчни. Малко натриеви йони присъстват вътреклетъчно. Дисбалансът между вътрешната и външната страна на клетката създава отрицателен потенциал на мембраната.
Мембранните потенциали винаги са отрицателно заредени и имат постоянни и характерни стойности в отделните типове клетки. Те се измерват с микроелектроди, единият от които води вътре в клетката, а другият се намира в извънклетъчното пространство като референтен електрод.
Причината за мембранния потенциал е разликата в концентрацията на йоните. Това означава, че електрическото напрежение се натрупва през мембраната, дори ако нетното разпределение на положителни и отрицателни йони е едно и също от двете страни. Мембранен потенциал се създава, защото липидният слой на клетката позволява йони да се натрупват върху повърхността на мембраната, но не могат да проникнат през неполярни области. Клетъчната мембрана има недостатъчна проводимост за йоните. Това създава високо дифузионно налягане. Не само като цяло, всяка отделна клетка има електрическа проводимост. След това дифузионното налягане води до преминаване от цитоплазмата.
Щом при тези условия изтича калиев йон, в клетката се губи положителен заряд.Ето защо вътрешната повърхност на мембраната се отрича отрицателно в резултат, за да се създаде баланс. Това създава електрически потенциал. Това се увеличава с всяка промяна на страната на йоните. Това от своя страна намалява концентрационния градиент на мембраната и в резултат на това дифузионното налягане на калия. Изтичането се прекъсва и отново се създава равновесие.
Нивото на мембранен потенциал се различава от клетка в клетка. По правило клетката се държи отрицателно спрямо външната страна на клетката и варира в реда на величината между (-) 50 mV до (-) 100 mV. В клетките на гладката мускулатура, от друга страна, възникват по-малки мембранни потенциали с (-) 30 mV.
Веднага след като клетката се разширява, какъвто е случаят с мускулните и нервните клетки, мембранният потенциал също се различава пространствено. Там той служи предимно като разпространение и предаване на сигнал, като същевременно дава възможност за обработка на информация в сензорните клетки. Последното се случва в същата форма в централната нервна система.
В митохондриите и хлоропластите мембранният потенциал е енергийна връзка между процесите на енергийния метаболизъм. Йони се транспортират срещу напрежението. Измерването е трудно при такива условия, особено ако трябва да се извърши без механични, химически или електрически смущения.
Други състояния възникват във външната част на клетката, т.е. в извънклетъчната течност. Там няма протеинови молекули, поради което съотношението е обърнато. Протеиновите молекули имат висока проводимост, но не могат да преминат през мембранната стена. Положителните калиеви йони винаги се стремят да балансират концентрацията. Това създава пасивен транспорт на молекулите в извънклетъчната течност.
Този процес продължава, докато натрупаният електрически заряд отново не е в равновесие. В този случай има потенциал на Нернст. Това означава, че потенциалът може да бъде изчислен за всички йони, тъй като размерът зависи от градиента на концентрация от двете страни на мембраната. В случая на калий величината е (-) 70 до (-) 90 mV при физиологични условия, а в случай на натрий около (+) 60 mV.
Болести и неразположения
Нивото на мембранния потенциал характеризира общото здравословно състояние на клетките. Здравата клетка е от порядъка на (-) 70 до (-) 90 mV. Потокът от енергия е силен, клетката е силно поляризирана. Петдесет процента от фината енергия се използват за поляризация. Следователно мембранният потенциал е висок.
Изглежда различно с болна клетка. Поради нискоенергийната зона, тя се нуждае от фина енергия от околната си среда. По този начин той се люлее хоризонтално или се завива вляво. Мембранният потенциал на тези клетки е много нисък, както и клетъчната вибрация. Ракови клетки, напр. Б. имат само магнитуд (-) 10 mV. Следователно чувствителността към инфекция е много висока.
