Hvad er membranpotentiale?

Et membranpotentiale er den spænding, der findes på tværs af membranen i en celle.Det er også kendt som et transmembranpotentiale, og det er især vigtigt i nerveceller eller neuroner.Membranpotentialet er forårsaget af en elektrisk potentialeforskel mellem indersiden og ydersiden af cellen.Når en neuron er i ro, hvilket betyder, at den ikke skyder en nerveimpuls, har indersiden af dens cellemembran en negativ ladning sammenlignet med cellerne udenfor.Dette er resultatet af forskellige koncentrationer af ladede ioner straks inden for og uden for membranen.

Membranpotentialer opstår, fordi cellemembraner ikke tillader natrium- og kaliumioner at passere frit ind og ud af celler og nå en ligevægt.I stedet tillader specielle passager kendt som ionkanaler kaliumioner at bevæge sig gennem cellemembranen, hvilket reducerer den positive ladning inde i cellen.Ionpumper i membranen bruger energi til at pumpe natriumioner ud af cellen, mens man pumper kalium i. For hvert par kaliumioner, der flyttes ind i cellen af disse iontransportører, flyttes tre natriumioner udenfor, hvilket forårsager et samlet tab afpositiv ladning fra cellen.Negativt ladede proteinmolekyler inde i cellen forhindres også i at forlade.

sammen skaber disse faktorer en negativ ladning inde i cellen i forhold til ydersiden, hvilket danner membranpotentialet.Potentialet er konstant i hvile, men ændringer i nerveceller, når impulser overføres fra en neuron til en anden.Under nerveimpulsoverførsel forekommer det, der er kendt som et handlingspotentiale, hvor cellemembranen gennemgår en proces kaldet depolarisering.Efter handlingspotentialet vender membranpotentialet tilbage til sin normale hviletilstand, som normalt måles som en forskel på -70 millivolt mellem indersiden og ydersiden af membranen.

Handlingspotentialet begynder, når en nervestimulus ankommer til cellen, åbner specielle natriumkanaler i cellemembranen.Positivt ladede natriumioner passerer ind i cellen, og de membranpotentiale ændres og bliver mindre negative.Når et punkt kendt som handlingstærsklen nås, åbnes mange flere natriumkanaler, og indersiden af cellemembranen bliver positivt ladet, det modsatte af det normale.

Omkring toppen af handlingspotentialet åbner kaliumkanaler og kalium oversvømmer ud afcellen.Dette gør indersiden af cellen mere negativ, så membranen repolariseres.Natriumkanaler lukker også omkring denne tid.Normalt overskrider repolariseringen og vender gradvist tilbage til det normale hvilemembranpotentiale.Denne proces med at vende membranpotentialet til at skabe et handlingspotentiale er det, der tillader, at impulser overføres langs nerver.