Membranpotensial

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
(Omdirigert fra Aksjonspotensial)
Hopp til navigering Hopp til søk

Membranpotensialet beskriver spenningsforskjellen mellom innsiden og utsiden av en cellemembran og måles i mV. Spenningsforskjellen over membranen skyldes at ioner, som er elektrisk ladde partikler, er ulikt fordelt mellom cellevæsken og vevsvæsken utenfor. På grunn av tiltrekningskraften mellom de negativ og -positive ladde partiklene, vil det oppstå et elektrisk felt over membranen. De ladde ionene blir liggende inntil veggen på hver sin side, og siden celleveggen er svært tynn ( <10nm) blir kraften på det elektriske feltet svært stor. De vanligste ionene i og rundt en celle er K⁺, Na⁺, Ca²⁺ og Cl. Cellemembranen, som består av et dobbeltlag med fosfolipider, er det vi kaller semipermeabel og har ulik gjennomtrengelighetsgrad for de ulike typene av ioner. En celle i hvile er mest gjennomtrengelig for K⁺ ioner. Siden det er høy konsentrasjon av K⁺ inne i cellen, vil det lekke (diffundere) flere av disse ut av cellen enn det lekker Na⁺ inn, noe som gjør at innsiden blir negativ ladet i forhold til utsiden. For å kompenserer for ionelekasjene har cellemembranen et bæreprotein kalt Na⁺-K⁺-pumpen som arbeider mot det elektriske feltet. Den transporter aktivt Na⁺ ut og K⁺ inn. Det krever energi, og skjer ved spalting av det energibærende molekylet ATP (Adenosintrifosfat). Siden likevektspotensialet for K⁺ er bare litt mer negativt en hvilepotensialet, mens Na⁺ er mye mer positivt, er transporten av Na⁺ ut av cellen mye mer energidrivende en transport av K⁺ inn. Membranpotensialet kan beregnes ved bruk av Goldmans-ligning [1]. Membranpotensialet styrer lukking og åpning av eksiterbare ionekanaler. Et aksjonspotensial oppstår når membranpotensialet utlignes (depolariseres).

Membranpotensialet[rediger | rediger kilde]

Membranpotensialet etableres ved hjelp av tre mekanismer:

  • Natrium/Kalium-pumpen (Na+/K+-pumpen)
  • Lekkasjekanaler for kaliumioner (K+)
  • Negativt ladede proteiner inne i cellen

Na+/K+-pumpen drives av adenosintrifosfat (ATP). Den pumper 3 natriumioner (Na+) ut av cellen og 2 K+ inn i cellen for hvert ATP den bruker. Dette gjør at det oppstår en konsentrasjonsforskjell for Na+ og K+ mellom innsiden og utsiden av membranen.

Lekkasjekanaler i membranen gjør denne gjennomtrengelig (permeabel) for K+. (Disse kanalene kan også slippe igjennom Na+, men bare 1/75 ganger så mye som K+). De tillater at K+ får vandre med konsentrasjonsgradienten sin ut av cellen. Denne migrasjonen begrenses imidlertid av de negativt ladede proteinene inne i cellen:

Negativt ladede proteiner inne i cellen tiltrekker seg K+ (som er positivt ladet). Denne tiltrekningskraften er imidlertid ikke så kraftig som konsentrasjonsforskjellen, og det lekker dermed ut endel K+. Ved at disse lekker ut mot den elektriske gradienten, oppstår det en negativ ladning på innsiden av membranen – cellen er polarisert. Denne polariseringen er hos mennesket på ca. -70mV.

Aksjonspotensialet[rediger | rediger kilde]

ActionPotential.png

Dette er det grunnleggende biokjemiske fenomenet som utgjør nerveimpulser. Det består i opphevelsen av det negative membranpotensialet, som skaper elektromagnetiske feltbølger, se elektromagnetiske teorier om bevissthet. Dets eksistens hviler på to strukturer i cellemembranen:

  • K+-kanaler
  • Na+-kanaler

Na+-kanalene er spenningsstyrt, og åpnes når membranpotensialet når en terskelverdi på ca. -55mV. Dette fører til en strøm av Na+ med konsentrasjonsgradienten inn i cellen, som dermed mister sin negative, indre ladning – cellen blir depolarisert.

K+-kanalene er spenningsstyrt, og åpnes når det oppstår en positiv ladning på innsiden av cellen. De er imidlertid litt trege, og det rekker å oppstå et positivt membranpotensiale før K+ strømmer ut av cellen, med sin konsentrasjongradient, og skaper en negativ repolarisering.

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ 1. Menneskets fysiologi, 2 utg. Gyldendal akademisk
biokjemistubbDenne biokjemirelaterte artikkelen er foreløpig kort eller mangelfull, og du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den.