Co je to potenciál membrány?

Membránový potenciál je napětí, které existuje přes membránu buňky. Je také znám jako transmembránový potenciál a je zvláště důležitý v nervových buňkách nebo neuronech. Membránový potenciál je způsoben rozdílem elektrického potenciálu mezi vnitřkem a vnějškem článku. Když je neuron v klidu, což znamená, že nevystřeluje nervový impulz, má uvnitř buněčné membrány záporný náboj ve srovnání s vnější buňkou. To je výsledkem různých koncentrací nabitých iontů okamžitě uvnitř a vně membrány.

Potenciál membrány vzniká, protože buněčné membrány neumožňují sodíkovým a draselným iontům volně procházet dovnitř a ven z buněk a dosáhnout rovnováhy. Místo toho speciální průchody známé jako iontové kanály umožňují draslíkovým iontům pohybovat se přes buněčnou membránu, čímž se snižuje pozitivní náboj uvnitř buňky. Iontová čerpadla v membráně využívají energii k pumpování sodíkových iontů z buňky, zatímco čerpají draslík dovnitř. Pro každou dvojici draslíkových iontů, které jsou přesunuty do buňky těmito iontovými transportéry, jsou tři sodné ionty přesunuty ven, což způsobuje celkovou ztrátu kladný náboj z buňky. Negativně nabité proteinové molekuly uvnitř buňky také zabraňují opuštění.

Společně tyto faktory vytvářejí záporný náboj uvnitř buňky vzhledem k vnějšímu povrchu, který tvoří membránový potenciál. Potenciál je v klidu konstantní, ale mění se v nervových buňkách, když jsou impulsy přenášeny z jednoho neuronu na druhý. Během přenosu nervových impulzů dochází k tzv. Akčnímu potenciálu, kdy buněčná membrána prochází procesem zvaným depolarizace. Po akčním potenciálu se membránový potenciál vrátí do svého normálního klidového stavu, který se normálně měří jako rozdíl -70 milivoltů mezi vnitřkem a vnějškem membrány.

Akční potenciál začíná, když nervová stimulace dorazí do buňky a otevře speciální buněčné kanály v buněčné membráně. Pozitivně nabité ionty sodíku přecházejí do buňky a změny membránového potenciálu se stávají méně negativními. Když je dosaženo bodu známého jako akční práh, otevře se mnohem více sodíkových kanálů a vnitřek buněčné membrány se pozitivně nabije, což je naopak normální.

Kolem vrcholu akčního potenciálu se draslíkové kanály otevřou a draslíkové povodně z buňky. Díky tomu je vnitřek buňky negativnější, takže membrána je repolarizována. Tentokrát se také uzavírají sodíkové kanály. Repolarizace obvykle překračuje a postupně se vrací k normálnímu klidovému membránovému potenciálu. Tento proces obrácení membránového potenciálu za účelem vytvoření akčního potenciálu je to, co umožňuje přenos impulzů podél nervů.