Membránový potenciál: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
m {{pracujeSe}}
+ úvod, malinkaté úpravy, wikifikace, tabulka koncentrací iontů a kategorie
Řádek 1:
'''Membránový potenciál''' je rozdíl [[Elektrický potenciál|elektrochemického potenciálu]] mezi dvěma stranami [[Membrána (buňka)|biologické membrány]]. Z fyzikálního hlediska je to vlastně [[Elektrické napětí|napětí]] na polarizované semipermeabilní membráně.
{{upravit}}
{{pracujeSe}}
 
buněčnéZ vlastností polopropustné membrány totiž vyplývá, předevšímže vprůchod většiny látek není většině případů jejímožný semipermeabilitěvolně. Volně mohou přes membránu procházet pouze ty molekuly, které jsou rozpustné v [[tuk|tucích]], a takové molekuly, které jsou pouze slabě polarizovány ([[voda]], urea[[močovina]], [[glycerol]], CO2[[oxid uhličitý]] – a to pouze v místech silného zakřivení nebo při změně elektrického pole). OstatníNabité látky, tj. ty, které nesou náboj,částice mohou přes membránu projít za předpokladu, že pro ně existuje buď [[iontový kanál|kanál]], kterým by mohly projít, nebo specifický [[přenašeč. Klidový membránový potenciál je třeba chápat jako výsledek rovnováhy, která se ustaví na základě koncentračního a elektrického gradientu jednotlivých iontů(protein)|přenašeč]]. Uvnitř buňky je značné množství bílkovin, které nemohou procházet přes membránu a které nesou záporný náboj. To je výchozí stav pro pochopení negativity vnitřku buňky.
Z vlastností membrány vyplývá, že průchod jednotlivých látek není ve valné většině případů možný volně. Z toho plyne i nerovnoměrné rozdělení iontů vně a uvnitř membrány a změny rozložení iontů při podráždění nervové buňky.
 
Z toho plyne i nerovnoměrné rozdělení [[iont]]ů vně a uvnitř membrány.
 
'''==Klidový membránový potenciál'''==
 
Mezi vnější a vnitřní částí [[Cytoplazmatická membrána|cytoplasmatické membrány]] naprosté většiny živých buněk v existuje klidový membránový potenciál, jehož hodnota je –30 až –90 mV. Rozdíly v koncentracích iontů vně a uvnitř buňky způsobí, že vnitřní povrch membrány nese záporný náboj, vnější povrch pak náboj kladný. Klidový membránový potenciál je třeba chápat jako výsledek rovnováhy, která se ustaví na základě koncentračního a elektrického gradientu jednotlivých iontů. Uvnitř buňky je značné množství [[protein|bílkovin]], které nemohou procházet přes membránu a které nesou záporný náboj. To je výchozí stav pro pochopení negativity vnitřku buňky.
 
Koncentrace iontů v extracelulárním prostoru se velmi liší od koncentrace iontů uvnitř buňky:
 
{| class="wikitable"
!colspan=2 | Intracelulární koncentrace [mmol/l]
!colspan=2 | Extracelulární koncentrace [mmol/l]
|-
|align=center|Na<sup>+</sup>
|align="right"| 12
|align="center"|Na<sup>+</sup>
|align="right"|145
|-
|align=center|K<sup>+</sup>
|align="right"|155
|align="center"|K<sup>+</sup>
|align="right"|4
|-
|align=center|Ca<sup>2+</sup>
|align="right"|10<sup>-8</sup> - 10<sup>-7</sup>
|align="center"|Ca<sup>2+</sup>
|align="right"|2
|-
|align=center|Cl<sup>-</sup>
|align="right"|4
|align="center"|Cl<sup>-</sup>
|align="right"|120
|-
|align=center|HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>
|align="right"|8
|align="center"|HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>
|align="right"|27
|-
|align=center| bílkoviny (A<sup>-</sup>)
|align="right"|155
|align="center"|bílkoviny (A<sup>-</sup>)
|align="right"|0
|-
|}
 
'''Klidový membránový potenciál'''
Mezi vnější a vnitřní částí membrány existuje potenciál, jehož hodnota je –80 až –90 mV. Příčinou je odlišná koncentrace jednotlivých iontů vně a uvnitř buňky. Ta má příčinu ve vlastnostech
buněčné membrány, především v její semipermeabilitě. Volně mohou přes membránu procházet pouze ty molekuly, které jsou rozpustné v tucích, a takové molekuly, které jsou pouze slabě polarizovány (voda, urea, glycerol, CO2 – a to pouze v místech silného zakřivení nebo při změně elektrického pole). Ostatní látky, tj. ty, které nesou náboj, mohou přes membránu projít za předpokladu, že pro ně existuje buď kanál, kterým by mohly projít, nebo specifický přenašeč. Klidový membránový potenciál je třeba chápat jako výsledek rovnováhy, která se ustaví na základě koncentračního a elektrického gradientu jednotlivých iontů. Uvnitř buňky je značné množství bílkovin, které nemohou procházet přes membránu a které nesou záporný náboj. To je výchozí stav pro pochopení negativity vnitřku buňky.
 
Důsledky jsou následující:
 
# Kationty[[Kationt]]y jsou elektricky nuceny ke vstupu do nitra buňky.
# To je možné prakticky pouze pro [[draslík|K<sup>+</sup>]] ionty. [[sodík|Na<sup>+</sup>]] nemůže vzhledem k velikosti svého hydratačního obalu volně procházet „stále otevřenými“ iontovými kanály, což K<sup>+</sup> může (má menší [[hydratační obal]]).
# Anionty[[Aniont]]y ([[Chloŕ|Cl<sup>-</sup>]]) jsou naopak negativním vnitřkem buňky odpuzovány.
# [[Koncentrační gradient]] naopak žene K<sup>+</sup> z nitra ven.
# Aktivně je Na<sup>+</sup> čerpán ven (3 ionty) a K<sup>+</sup> dovnitř buňky (2 ionty) [[sodno-draselná pumpa|Na<sup>+</sup>/K<sup>+</sup>ATP–ázou]], což elektronegativitu membrány teoreticky zvyšuje o 10 mV (kdyby toho nebylo, byla by membrána méně negativní).
 
Konečný klidový membránový potenciál můžeme tedy chápat jako výsledek protichůdného (nebo souhlasného) působení výše uvedených sil. Tato situace platí pro většinu buněk v organizmu. Existují však buňky, u nichž není možné hovořit o klidovém membránovém potenciálu – tedy takové, které svoji polaritu neustále mění – [[pacemakerová buňka|pacemakerové buňky]]. Pro ně by pak byly modifikovány výše uvedené podmínky hovořící o prostupech iontů podle elektrochemického gradientu „stále otevřenými“ iontovými kanály. Podle tohoto kritéria, tj. zda buňka mění či nemění v klidu rozdíl napětí mezi vnější a vnitřní stranou membrány, je možné buňky rozdělit na '''buňky zcela polarizované''' (většina) a '''buňky neúplně polarizované''' (pacemakerové buňky). U buněk neúplně polarizovaných je zásadní chyba hovořit o klidovém membránovém potenciálu, neboť stav, kdy je rozdíl polarity mezi vnější a vnitřní stranou membrány stabilní, u nich nikdy nenastane.
 
[[Kategorie:Fyziologie]]
Konečný klidový membránový potenciál můžeme tedy chápat jako výsledek protichůdného (nebo souhlasného) působení výše uvedených sil.
[[Kategorie:Biofyzika]]
Tato situace platí pro většinu buněk v organizmu. Existují však buňky, u nichž není možné hovořit o klidovém membránovém potenciálu – tedy takové, které svoji polaritu neustále mění – pacemakerové buňky. Pro ně by pak byly modifikovány výše uvedené podmínky hovořící o prostupech iontů podle elektrochemického gradientu „stále otevřenými“ iontovými kanály. Podle tohoto kritéria, tj. zda buňka mění či nemění v klidu rozdíl napětí mezi vnější a vnitřní stranou membrány, je možné buňky rozdělit na '''buňky zcela polarizované''' (většina) a '''buňky neúplně polarizované''' (pacemakerové buňky). U buněk neúplně polarizovaných je zásadní chyba hovořit o klidovém membránovém potenciálu, neboť stav, kdy je rozdíl polarity mezi vnější a vnitřní stranou membrány stabilní, u nich nikdy nenastane.
 
[[de:Membranpotenzial]]