Celweerstand

Celweerstand is de elektrische weerstand van een biologische cel, meestal in relatie tot de membraanweerstand die de stroom van ionen door de plasmamembraan beperkt. In elektrofysiologie wordt de cel vaak gemodelleerd als een eenvoudig elektrisch circuit waarin de membraanweerstand (R_m) in parallell met de membraancapaciteit (C_m) ligt. Daarnaast spelen intracellulaire weerstand (R_i) en de toegangweerstand van de meetopstelling (R_s) een rol. De inputweerstand van de cel bepaalt hoe een inwerkende stroom de membraanspanning beïnvloed en vormt samen met C_m de membraantijdconstante tau = R_m × C_m.

Meetmethoden en theoretische modellen worden gebruikt om celweerstand te kwantificeren. Veel gebruikte technieken zijn patch-clamp en verschillende vormen van voltage-clamp en current-clamp. Uit de respons op een bekende stroom kunnen R_m en C_m worden geschat. Over het algemeen leidt een groter membraanoppervlak tot een lagere membraanweerstand, terwijl hogere permeabiliteit door open ionkanalen de weerstand verlaagt. De tijdconstante bepaalt hoe snel het membraan reageert op invoer.

Factoren die celweerstand beïnvloeden zijn onder meer de staat van ionkanalen, ionenconcentraties, temperatuur en de osmolariteit van de omgeving. Veranderingen in celvolume, membraansamenstelling en farmacologische blokkades kunnen R_m en R_i wijzigen, met consequente effecten op membraantijden en signaaloverdracht. Celtypen vertonen vaak aanzienlijke variatie in weerstand, wat centrale aannames bij neuronale en andere cellulaire modellen bepaalt.

Toepassingen en belang: celweerstand is cruciaal voor het begrijpen van passieve elektrische eigenschappen van cellen, het interpreteren van experimenten in zenuw- en hartweefsels, en het modelleren van responsen in biomedische onderzoeksmethoden en farmacologisch evaluaties.