Mekanisme
For det store flertallet av solutes, intracellulære og ekstracellulære konsentrasjoner forskjellige. Som et resultat, er det ofte en pådriver for flytting av solutes over plasma membran. Retningen av denne drivkraften består av to komponenter: den konsentrasjon gradient og den elektriske gradienten. Om konsentrasjonen gradient, et oppløst stoff vil flytte fra et område hvor det er mer konsentrert til et eget område med lavere konsentrasjon., Om den elektriske gradienten, en ladet oppløst stoff vil bevege seg fra et område med en tilsvarende kostnad mot et atskilt område med en motsatt ladning. Alle solutes påvirkes av konsentrasjonen graderinger, men bare belastet solutes er påvirket av elektrisk graderinger.
I fravær av andre krefter, et oppløst stoff som kan krysse en membran vil gjøre det helt til den når likevekt. For en ikke-belastet oppløst stoff, likevekt vil finne sted når konsentrasjonen av oppløst stoff blir lik på begge sider av membranen., I dette tilfellet, konsentrasjon gradienten er den eneste faktor som produserer en pådriver for bevegelse av ikke-belastet solutes. Imidlertid, for belastet solutes, både konsentrasjon og elektrisk graderinger må tas i betraktning, som både påvirker den drivende kraft. En belastet oppløst stoff sies å ha oppnådd elektrokjemiske likevekt over membranen når konsentrasjonen gradienten er nøyaktig like stor og motsatt rettet av elektrisk gradient., Det er viktig å merke seg at når dette skjer, betyr det ikke at konsentrasjonene for at oppløst stoff vil være den samme på begge sider av membranen. I løpet av elektrokjemiske balansen for en ladet oppløst stoff, er det vanligvis fortsatt en konsentrasjon gradient, men en elektrisk gradient orientert i motsatt retning benekter det. Under disse forholdene, elektrisk gradient for en gitt belastet oppløst stoff fungerer som en elektrisk potensial forskjellen på tvers av membranen. Verdien av denne mulige forskjellen representerer likevekt potensial for at siktede oppløst stoff.,
Under fysiologiske forhold, ioner og bidrar til hvile membran potensielle sjelden nå elektrokjemiske balansen. En grunn til dette er at de fleste ioner kan ikke fritt krysse cellemembranen fordi det ikke er gjennomtrengelig for de fleste ioner. For eksempel, Na+ er et positivt ladet ion som har en intracellulære konsentrasjonen av 14 mM, en ekstracellulære konsentrasjonen av 140 mM, og en likevekt potensiell verdi på +65 mV., Denne forskjellen betyr at når innsiden av cellen er 65 mV høyere enn den ekstracellulære miljøet, Na+, vil være i elektrokjemiske likevekt over plasma membran. Videre, K+ er et positivt ladet ion som har en intracellulære konsentrasjonen av 120 mM, en ekstracellulære konsentrasjonen av 4 mM, og en likevekt potensialet i -90 mV, og dette betyr at K+ vil være i elektrokjemiske balansen når cellen er 90 mV lavere enn det ekstracellulære miljøet.
I hvilende tilstand, plasma membran har liten permeabilitet til både Na+ og K+., Men, permeabilitet for K+ er mye større på grunn av tilstedeværelsen av K+ lekke tv integrert i plasma membran, som gjør at K+ for å spre ut av cellen ned sin elektrokjemiske gradienten. På grunn av denne forbedrede permeabilitet, K+ er nær elektrokjemiske likevekt, og membranen potensialet er nær til K+ likevekt potensialet i -90 mV. Cellemembranen ved hvile har en svært lav permeabilitet til Na+, noe som betyr at Na+ er langt fra elektrokjemiske balansen og membranen potensialet er langt fra Na+ likevekt potensialet til +65 mV.,
likevekt potensialer for Na+ og K+ representerer to ytterligheter, med cellens hviler membran potensielle falle et sted i mellom. Siden plasma membran på resten har en mye større permeabilitet for K+, hviler membran potensial (ved -80 -70 mV) er mye nærmere likevekt potensial av K+ (-90 mV) enn det er for Na+ (+65 mV)., Denne faktoren bringer opp et viktig poeng: jo mer permeable plasma membran er til en gitt ion, jo mer ion vil bidra til membran potensial (den samlede membran potensialet vil være nærmere til likevekt potensialet i at «dominere’ ion).
Na+ og K+ ikke nå elektrokjemiske balansen. Selv om en liten mengde Na+ ioner kan gå inn i celle-og K+ – ioner kan forlate cellen via K+ lekke tv, Na+/K+ – pumpen stadig bruker energi til å opprettholde disse graderinger., Denne pumpen spiller en stor rolle i å opprettholde den ioniske konsentrasjon fargeovergang ved å utveksle 3 Na+ – ioner fra innsiden av cellen, for hver 2 K+ ioner brakt inn i cellen. Vi må understreke at mens denne pumpen ikke gi et betydelig bidrag til den kostnad av membranen potensial, er det viktig å opprettholde den ioniske grader av Na+ og K+ over membranen. Hva genererer hviler membran potensialet er K+ at lekkasjer fra innsiden av cellen til utsiden via lekkasje K+ – kanaler og genererer en negativ ladning på innsiden av membranen vs utenfor., På resten membranen er ugjennomtrengelig for Na+, som alle av Na+ – kanaler er lukket.
