Visa dzīve rodas no jūras. Tāpēc ķermenī ir apstākļi, kas balstās uz šiem sākotnējiem dzīves apstākļiem. Tas nozīmē, ka organismā ir svarīgi elementi sāļi. Tie nodrošina visus fizioloģiskos procesus, ir daļa no orgāniem un veido jonus ūdens šķīdumā. Nātrijs un kālijs hlorīds ir dominējošie sāļi šūnās. Jonu formā tie virza olbaltumvielu funkcijas, nosaka osmotiski aktīvos komponentus starp šūnu iekšējiem un ārējiem apstākļiem un izraisa elektriskos potenciālus. Viens no šādiem potenciāliem ir membrānas potenciāls.
Kāds ir membrānas potenciāls?
Membrānas potenciāls ir elektriskais spriegums vai potenciāla starpība starp a. Ārpusi un iekšpusi šūnu membrānu. Visām šūnām ir īpašība veidot membrānas potenciālu. Ar membrānas potenciālu saprot elektrisko spriegumu vai potenciāla starpību starp a. Ārpusi un iekšpusi šūnu membrānu. Kad koncentrēts elektrolīts risinājumi membrānas ir atdalītas viena no otras, un membrānā ir vadītspēja joniem, rodas membrānas potenciāls. Bioloģiskie procesi organismā ir ārkārtīgi sarežģīti. Īpaši muskuļu un nervu šūnām, kā arī visām maņu šūnām membrānas potenciālam ir izšķiroša loma. Visās šūnās process ir miera stāvoklī. Tikai ar noteiktu stimulu vai ierosmi šūnas tiek aktivizētas un notiek sprieguma maiņa. Izmaiņas notiek no miera potenciāla un atgriežas tajā. Šajā gadījumā mēs runājam par depolarizāciju. Tas ir membrānas potenciāla samazinājums elektrisku, ķīmisku vai mehānisku efektu dēļ. Sprieguma maiņa notiek kā impulss un tiek pārraidīta gar membrānu, tādējādi pārraidot informāciju visā organismā un ļaujot atsevišķiem orgāniem sazināties vienam ar otru, nervu sistēmasun vide.
Funkcija un uzdevums
Šūna cilvēka ķermenī ir uzbudināms un sastāv no nātrijs joni, ciktāl tie ir ārpusšūnas. Maz nātrijs joni atrodas intracelulāri. Nesabalansētība starp šūnas iekšpusi un ārpusi rada negatīvu membrānas potenciālu. Membrānas potenciāls vienmēr ir negatīvi uzlādēts, un tam ir nemainīgs un raksturīgs lielums atsevišķos šūnu tipos. Tos mēra ar mikroelektrodiem, no kuriem viens nonāk šūnas iekšpusē, bet otrs atrodas ārpusšūnu telpā kā atskaites elektrods. Membrānas potenciāla cēlonis ir atšķirība koncentrācija no joniem. Tas nozīmē, ka elektriskais spriegums uzkrājas pāri membrānai, pat ja tīkls sadale pozitīvo un negatīvo jonu abās pusēs ir vienāds. Membrānas potenciāls uzkrājas, jo šūnas lipīdu slānis ļauj joniem uzkrāties uz membrānas virsmas, bet tie nevar iekļūt caur nepolāriem reģioniem. The šūnu membrānu ir pārāk zema vadītspēja, lai joni to izdarītu. Tā rezultātā ir augsts difūzijas spiediens. Ne tikai kopumā katrai atsevišķai šūnai ir elektrovadītspēja. Pēc tam difūzijas spiediens noved pie pārejas no citoplazmas. Tiklīdz a kālijs šādos apstākļos jons izplūst, šūnā tiek zaudēts pozitīvs lādiņš. Tāpēc iekšējās membrānas virsma negatīvi uzlādējas, lai izveidotu a līdzsvarot. Tādējādi tiek veidots elektriskais potenciāls. Tas palielinās ar katru jonu sānu maiņu. Savukārt koncentrācija samazinās membrānas gradients un līdz ar to arī difūzijas spiediens kālijs. Tādējādi aizplūšana tiek pārtraukta, un tiek izveidots jauns līdzsvars. Membrānas potenciāla līmenis dažādās šūnās ir atšķirīgs. Parasti tas ir negatīvs attiecībā pret šūnas ārpusi un svārstās lielumā no (-) 50 mV līdz (-) 100 mV. Savukārt gludo muskuļu šūnās attīstās mazāki membrānas potenciāls (-) 30 mV. Tiklīdz šūna izplešas, kā tas ir muskuļu un nervu šūnās, membrānas potenciāls arī telpiski atšķiras. Tur tas galvenokārt kalpo kā izplatīšanās un signāla pārraide, savukārt maņu šūnās tas ļauj apstrādāt informāciju. Pēdējais tādā pašā formā notiek centrālajā nervu sistēmas. Iekš mitohondriji un hloroplastiem, membrānas potenciāls ir enerģētiskais savienojums starp enerģijas vielmaiņas procesiem. Šajā procesā joni tiek transportēti pret spriegumu. Šādos apstākļos mērīšana ir sarežģīta, it īpaši, ja tam jānotiek bez mehāniskiem, ķīmiskiem vai elektriskiem traucējumiem. Citas proporcijas rodas šūnas ārpusē, ti, ārpusšūnu šķidrumā. Olbaltumvielu nav molekulas tāpēc attiecība tiek mainīta. Kaut arī olbaltumvielas molekulas ir augsta vadītspēja, tie nevar iziet cauri membrānas sieniņai. Pozitīvie kālija joni vienmēr cenšas līdzsvarot o koncentrācija. Tāpēc pasīvais transports molekulas ārpusšūnu šķidrumā notiek. Šis process turpinās, līdz uzbūvētais elektriskais lādiņš atkal ir līdzsvarā. Šajā gadījumā rodas Nernsta potenciāls. Tas norāda, ka potenciālu var aprēķināt visiem joniem, jo lielums ir atkarīgs no koncentrācijas gradienta abās membrānas pusēs. Kālija lielums fizioloģiskos apstākļos ir (-) 70 līdz (-) 90 mV, un nātrijam tas ir aptuveni (+) 60 mV.
Slimības un traucējumi
Membrānas potenciāla lielums raksturo vispārējo veselība no šūnām. Veselas šūnas lielums ir no (-) 70 līdz (-) 90 mV. Enerģijas plūsma ir spēcīga, un šūna ir ļoti polarizēta. Piecdesmit procenti no smalkās enerģijas tiek izmantoti polarizācijai. Attiecīgi membrānas potenciāls ir augsts. Slimā kamerā situācija ir atšķirīga. Tam ir vajadzīga smalka materiāla enerģija, ko iegūst no tās vides, kurā atrodas enerģētiski nabadzīgā teritorija. To darot, tas vai nu veic horizontālu svārstību, vai kreiso pagriezienu. Šo šūnu membrānas potenciāls ir ļoti zems, tāpat kā šūnu vibrācija. vēzis piemēram, šūnu lielums ir tikai (-) 10 mV. Tāpēc uzņēmība pret infekcijām ir ļoti augsta.
