mechanizmus
a legtöbb oldott anyag esetében az intracelluláris és extracelluláris koncentráció különbözik. Ennek eredményeként gyakran van hajtóerő a forrasztások mozgására a plazmamembránon keresztül. Ennek a hajtóerőnek az iránya két részből áll: a koncentrációs gradiensből és az elektromos gradiensből. Ami a koncentrációs gradienst illeti, az oldott anyag egy olyan területről mozog, ahol koncentráltabb egy alacsonyabb koncentrációjú külön területre., Ami az elektromos gradienst illeti, egy feltöltött oldott anyag egy hasonló töltésű területről egy másik, ellentétes töltésű terület felé mozog. Az összes oldott anyagot a koncentráció gradiensek befolyásolják, de csak a feltöltött oldott anyagokat befolyásolják az elektromos gradiensek.
más erők hiányában a membránon áthaladó oldott anyag ezt addig teszi, amíg el nem éri az egyensúlyt. Nem töltött oldott anyag esetén az egyensúly akkor következik be, amikor az oldott anyag koncentrációja egyenlő lesz a membrán mindkét oldalán., Ebben az esetben a koncentrációs gradiens az egyetlen olyan tényező, amely hajtóerőt termel a nem töltött oldott anyagok mozgására. A feltöltött oldott anyagok esetében azonban mind a koncentrációt, mind az elektromos színátmeneteket figyelembe kell venni, mivel mindkettő befolyásolja a hajtóerőt. A töltött oldott anyagról azt mondják, hogy elektrokémiai egyensúlyt ért el a membránon, amikor koncentrációs gradiense pontosan megegyezik az elektromos gradiensével., Fontos megjegyezni, hogy amikor ez megtörténik, ez nem jelenti azt, hogy az oldott anyag koncentrációja megegyezik a membrán mindkét oldalán. A töltött oldott anyag elektrokémiai egyensúlya során általában még mindig van koncentrációs gradiens,de az ellenkező irányba orientált elektromos gradiens tagadja. Ilyen körülmények között egy adott töltött oldott anyag elektromos gradiense elektromos potenciálkülönbségként szolgál a membránon keresztül. Ennek a potenciális különbségnek az értéke az adott töltött oldott anyag egyensúlyi potenciálját jelenti.,
fiziológiai körülmények között a nyugalmi membránpotenciálhoz hozzájáruló ionok ritkán érik el az elektrokémiai egyensúlyt. Ennek egyik oka az, hogy a legtöbb ion nem képes szabadon átjutni a sejtmembránon, mert nem áteresztő a legtöbb ionra. Például a Na+ egy pozitív töltésű ion, amelynek intracelluláris koncentrációja 14 mM, extracelluláris koncentrációja 140 mM, egyensúlyi potenciális értéke +65 mV., Ez a különbség azt jelenti, hogy ha a sejt belseje 65 mV-rel magasabb, mint az extracelluláris környezet, a Na+ elektrokémiai egyensúlyban lesz a plazmamembránon keresztül. Ezenkívül a K+ egy pozitív töltésű ion, amelynek intracelluláris koncentrációja 120 mM, extracelluláris koncentrációja 4 mM, egyensúlyi potenciálja -90 mV; ez azt jelenti, hogy a K+ elektrokémiai egyensúlyban lesz, ha a sejt 90 mV-rel alacsonyabb, mint az extracelluláris környezet.
nyugalmi állapotban a plazmamembrán enyhe permeabilitást mutat mind Na+, mind K+ – ra., A K + permeabilitása azonban sokkal nagyobb a plazmamembránba ágyazott k+ szivárgási csatornák jelenléte miatt, amelyek lehetővé teszik a k+ számára, hogy a sejtből az elektrokémiai gradiensén keresztül diffundáljon. A megnövekedett permeabilitás miatt a K+ közel van az elektrokémiai egyensúlyhoz, a membránpotenciál pedig közel van a -90 mV k+ egyensúlyi potenciáljához. A sejt membrán nyugalmi nagyon alacsony áteresztőképesség, hogy a Na+, ami azt jelenti, hogy a Na+ messze elektrokémiai egyensúly, illetve a membrán potenciál messze a Na+ egyensúlyi potenciálja +65 mV.,
A Na+ és K + egyensúlyi potenciálja két végletet képvisel, a sejt nyugalmi membránpotenciálja valahol a kettő között esik. Mivel a plazma membrán nyugalmi sokkal nagyobb áteresztőképesség a K+, a membrán nyugalmi potenciál (-70, hogy -80 mV) sokkal közelebb áll az egyensúlyi potenciálja, K+ (-90 mV), mint a Na+ (+65 mV)., Ez a tényező felvet egy fontos pont: a nagyobb az áteresztőképessége a plazma membrán, hogy egy adott ion, a több ion hozzájárul ahhoz, hogy a membrán potenciál (a teljes membrán potenciál kerül közelebb az egyensúlyi potenciálja, hogy ‘uralni’ ion).
Na + és K + nem éri el az elektrokémiai egyensúlyt. Annak ellenére, hogy kis mennyiségű Na + ionok léphetnek be a sejtbe, a K + ionok pedig k+ szivárgási csatornákon keresztül hagyhatják el a cellát, a Na+/K+ szivattyú folyamatosan energiát használ ezen gradiensek fenntartásához., Ez a szivattyú nagy szerepet játszik az ionos koncentráció gradiens fenntartásában azáltal, hogy 3 Na+ iont cserél a sejt belsejéből, minden 2 k+ ionra, amelyet a sejtbe hoznak. Hangsúlyoznunk kell, hogy bár ez a szivattyú nem járul hozzá jelentősen a membránpotenciál töltéséhez, elengedhetetlen a Na+ és K+ Ionos gradienseinek a membránon keresztüli fenntartásához. Ami a nyugalmi membránpotenciált generálja, az A K+, amely a sejt belsejéből kifelé szivárog a szivárgás K + csatornáin keresztül, és negatív töltést generál a membrán belsejében a külsőhöz képest., Nyugalomban a membrán áthatolhatatlan a Na+ – ra, mivel az összes Na+ csatorna zárva van.
