Joner rör sig genom membrankanaler och bildar en laddningsskillnad mellan två fack. Detta resulterar i en potential (eller spänning) över membranet. Hur och varför?


Svar 1:

Nej.

Joner rör sig över membrankanaler och bildar jonströmmar.

Både intracellulära och extracellulära lösningar som medan de förblir neutrala - elektronutralitetsprincipen.

Omedelbart kan en lokal laddning variera något men global laddning över en fysiologiskt relevant tidsskala förblir noll i all vattenlösning.

Vad som faktiskt påverkas av jonströmmarna är den lokala fördelningen av laddningarna vid membranets närhet. Dessa lokala fördelningar skapar en potentialskillnad mellan membranets inre och yttre sidor (potentialskillnad = spänning)

Den (intracellulära) membranpotentialen är inte noll eftersom det finns flera joner som koncentrationen aktivt hålls konstant av pumpar. I stället för ren kemisk jämvikt, dvs. de intracellulära koncentrationerna är lika med den extracellulära, finns det en elektrokemisk. Det betyder att det inte finns någon nettström, men spänningen är inte noll.

Det finns två viktiga begrepp inom elektrokemi för att förstå ett cellmembrans vilopotential: Nernstpotential (Nernst-jämvikt) och Goldman-Hodgkin-Katz-jämvikt (ekvation).


Svar 2:

Joner pumpas genom membranet av pumpar eller aktiva transportörer. Det här är vad som skapar potentialen. Pumparna drivs genom vanligtvis ATP: er, NAD (P) H, eller någon annan mobil valuta. Dessa kommer i sin tur från organiska större molekyler som är värd för kemisk energi eller mat. Den genererade potentialen utnyttjas oftast sedan av en kanal som är kopplad till vissa andra motoriska proteiner, eller i fallet med neuroner (verkligen ett undantag i biologi) är förändringen i potentialen slutmålet. Att motorproteiner används sedan för att driva några andra reaktioner.

Så ser du det? Hur och varför? Detta är i själva verket ett mycket komplicerat sätt att översätta den kemiska energin som lagras i maten till cellulära valutor och sedan översättas till andra former av lagringsbara och mobila cellulära valutor eller andra faktiska cellulära åtgärder på molekylär nivå.


Svar 3:

rörelse av elektrisk laddning från utsidan till insidan, genom rörelse av joner genom porerna i kanalerna, kan förändra potentialskillnaden (eller spänningen) över membranet, och membranpotentialerna kan få joner att röra sig. Faktum är att den potentiella skillnaden definieras som det arbete som utförs i rörlig laddning, t.ex. från utsidan till insidan. Detta kan jämföras med vattentrycket, som bestämmer hur mycket vatten som rör sig t ex längs en slang. spänning = tryck, laddning = mängd vatten, ström = gallon per sekund, motstånd = hur lätt vatten rör sig, kapacitans = det extra vattnet som en flexibel behållare kan innehålla när det expanderar till följd av tryck.

Observera dock att om ett membran endast är permeabelt för en jon kan det finnas en membranpotential även om laddningen har slutat röra sig. denna potential kallas Nernst-potentialen för den jonen och är ett jämviktstillstånd utan någon nettonrörelse. Värdet på denna spänning beror bara på den relativa koncentrationen av joner på vardera sidan av membranet. Men medan denna spänning utvecklas, rör sig små mängder laddning över membranet genom de relevanta jonkanalerna. den faktiska lilla mängden laddning som rör sig bestäms av membrankapaciteten, även om spänningen som utvecklas inte gör det.


Svar 4:

rörelse av elektrisk laddning från utsidan till insidan, genom rörelse av joner genom porerna i kanalerna, kan förändra potentialskillnaden (eller spänningen) över membranet, och membranpotentialerna kan få joner att röra sig. Faktum är att den potentiella skillnaden definieras som det arbete som utförs i rörlig laddning, t.ex. från utsidan till insidan. Detta kan jämföras med vattentrycket, som bestämmer hur mycket vatten som rör sig t ex längs en slang. spänning = tryck, laddning = mängd vatten, ström = gallon per sekund, motstånd = hur lätt vatten rör sig, kapacitans = det extra vattnet som en flexibel behållare kan innehålla när det expanderar till följd av tryck.

Observera dock att om ett membran endast är permeabelt för en jon kan det finnas en membranpotential även om laddningen har slutat röra sig. denna potential kallas Nernst-potentialen för den jonen och är ett jämviktstillstånd utan någon nettonrörelse. Värdet på denna spänning beror bara på den relativa koncentrationen av joner på vardera sidan av membranet. Men medan denna spänning utvecklas, rör sig små mängder laddning över membranet genom de relevanta jonkanalerna. den faktiska lilla mängden laddning som rör sig bestäms av membrankapaciteten, även om spänningen som utvecklas inte gör det.