Điện thế màng

Tất cả sự sống đều bắt nguồn từ biển cả. Do đó có những điều kiện trong cơ thể được xây dựng dựa trên những điều kiện sống ban đầu này. Điều này có nghĩa là các khối xây dựng quan trọng trong cơ thể là muối. Chúng kích hoạt tất cả các quá trình sinh lý, là một phần của các cơ quan và tạo thành các ion trong dung dịch nước. Natri và kali clorua là những muối chiếm ưu thế trong tế bào. Ở dạng ion, chúng là động lực cho các chức năng của protein, xác định các thành phần hoạt động thẩm thấu giữa các điều kiện bên trong và bên ngoài tế bào và gây ra các điện thế. Một trong số đó là điện thế màng.

Điện thế màng là gì?

Tất cả các tế bào đều có đặc tính phát triển điện thế màng. Điện thế màng được hiểu là hiệu điện thế hoặc hiệu điện thế giữa bên ngoài và bên trong màng tế bào. Khi các dung dịch chất điện ly đậm đặc của màng được tách ra khỏi nhau và hiện tượng dẫn điện trong màng đối với các ion, thì điện thế màng xảy ra.

Các quá trình sinh học trong cơ thể vô cùng phức tạp. Điện thế màng đóng một vai trò quan trọng, đặc biệt là đối với tế bào cơ và tế bào thần kinh, cũng như đối với tất cả các tế bào cảm giác. Trong tất cả các ô này, quá trình này đang ở trạng thái nghỉ. Các tế bào chỉ được kích hoạt bởi một kích thích hoặc một kích thích nhất định và xảy ra sự thay đổi điện áp. Sự thay đổi diễn ra từ điện thế nghỉ và quay trở lại nó. Trong trường hợp này, người ta nói về sự khử cực.

Đây là sự suy giảm điện thế màng do các tác động điện, hóa học hoặc cơ học. Sự thay đổi điện thế diễn ra như một xung động, được truyền dọc theo màng, truyền thông tin trong toàn bộ sinh vật và cho phép giao tiếp giữa các cơ quan riêng lẻ, trong hệ thần kinh và với môi trường.

Chức năng & nhiệm vụ

Tế bào trong cơ thể con người rất dễ bị kích thích và bao gồm các ion natri ở bên ngoài tế bào. Rất ít ion natri có trong tế bào. Sự mất cân bằng giữa bên trong và bên ngoài tế bào tạo ra điện thế màng âm.

Điện thế màng luôn mang điện tích âm và có giá trị không đổi và đặc trưng trong các loại tế bào riêng lẻ. Chúng được đo bằng các vi điện cực, một trong số đó dẫn bên trong tế bào và điện cực kia nằm trong không gian ngoại bào như một điện cực so sánh.

Nguyên nhân của điện thế màng là sự khác biệt về nồng độ của các ion. Điều này có nghĩa là điện áp tích tụ trên màng, ngay cả khi sự phân bố ròng của các ion dương và âm là như nhau ở cả hai phía. Điện thế màng được tạo ra vì lớp lipid của tế bào tạo điều kiện cho các ion tích tụ trên bề mặt màng, nhưng không thể xâm nhập qua các vùng không phân cực. Màng tế bào không đủ độ dẫn điện cho các ion. Điều này tạo ra một áp suất khuếch tán cao. Không chỉ nói chung, mọi tế bào đều có tính dẫn điện. Áp suất khuếch tán sau đó dẫn đến dòng chảy từ tế bào chất.

Ngay khi một ion kali chảy ra trong những điều kiện này, điện tích dương sẽ bị mất trong tế bào.Đây là lý do tại sao bề mặt màng bên trong trở nên tích điện âm, để tạo ra sự cân bằng. Điều này tạo ra một tiềm năng điện. Điều này tăng lên với mọi sự thay đổi bên của các ion. Điều này đến lượt nó làm giảm gradient nồng độ của màng và kết quả là áp suất khuếch tán của kali. Dòng chảy ra ngoài bị gián đoạn và trạng thái cân bằng lại được tạo ra.

Mức độ của điện thế màng khác nhau giữa các tế bào. Theo quy luật, tế bào hoạt động âm đối với bên ngoài tế bào và thay đổi theo thứ tự độ lớn từ (-) 50 mV đến (-) 100 mV. Đến lượt mình, trong các tế bào cơ trơn, điện thế màng nhỏ hơn với (-) 30 mV phát sinh.

Ngay khi tế bào mở rộng, như trường hợp của tế bào cơ và tế bào thần kinh, điện thế màng cũng khác nhau theo không gian. Ở đó, nó chủ yếu đóng vai trò truyền và truyền tín hiệu, trong khi nó cho phép xử lý thông tin trong các tế bào cảm giác. Sau đó xảy ra ở dạng tương tự trong hệ thống thần kinh trung ương.

Trong ti thể và lục lạp, điện thế màng là sự ghép nối năng lượng giữa các quá trình chuyển hóa năng lượng. Các ion được vận chuyển ngược lại với điện áp. Khó có thể thực hiện phép đo trong những điều kiện như vậy, đặc biệt nếu nó được thực hiện mà không có nhiễu cơ học, hóa học hoặc điện.

Các điều kiện khác xảy ra ở bên ngoài tế bào, tức là trong chất lỏng ngoại bào. Không có phân tử protein nào ở đó, đó là lý do tại sao tỷ lệ bị đảo ngược. Các phân tử protein có độ dẫn điện cao, nhưng không thể vượt qua thành màng. Các ion kali dương luôn cố gắng cân bằng nồng độ. Điều này tạo ra sự vận chuyển thụ động các phân tử trong dịch ngoại bào.

Quá trình này tiếp tục cho đến khi điện tích tích tụ ở trạng thái cân bằng trở lại. Trong trường hợp này có một tiềm năng Nernst. Điều này có nghĩa là một điện thế có thể được tính cho tất cả các ion, vì kích thước phụ thuộc vào gradien nồng độ ở cả hai mặt của màng. Trong trường hợp của kali, cường độ là (-) 70 đến (-) 90 mV trong điều kiện sinh lý, và trong trường hợp natri khoảng (+) 60 mV.

Bệnh tật & ốm đau

Mức độ của điện thế màng đặc trưng cho sức khỏe chung của tế bào. Một tế bào khỏe mạnh có thứ tự từ (-) 70 đến (-) 90 mV. Dòng năng lượng mạnh thì tế bào phân cực mạnh. Năm mươi phần trăm năng lượng vi tế được sử dụng để phân cực. Điện thế màng do đó cao.

Nó trông khác với một tế bào bị bệnh. Do khu vực năng lượng thấp, nó cần năng lượng tinh tế từ môi trường của nó. Khi làm như vậy, nó sẽ xoay ngang hoặc quay sang trái. Điện thế màng của những tế bào này rất thấp, cũng như độ rung của tế bào. Tế bào ung thư, v.d. B. chỉ có độ lớn là (-) 10 mV. Khả năng bị nhiễm trùng do đó rất cao.