Lepopotentiaali

Lepopotentiaali, eli lepo-potentiaali, tarkoittaa solukalvon sähköistä jännitettä solun ollessa lepotilassa, kun solussa ei synny aktiivisia toimintajaksoja. Se on solukalvon tasapainotilan tulos, jossa ionien ainevälitys ja kalvon läpäisevyys määräävät sisätilan negatiivisen varauksen suhteessa ulkoiseen tilaan. Lepopotentiaali on tärkeä perustila, josta lähtemällä solun toimintakyky ja herkkyys sähköisille signaaleille määrittyy.

Pääasialliset tekijät lepopotentiaalin muodostumisessa ovat ionigradientit ja kalvon läpäisevyys. Kalvon läpäisevyys on suurin piirtein Ki+-kanavien kautta, jolloin solun sisäpuoli pysyy runsaasti negatiivisena. Na+/K+-ATPasetin ylläpitämät gradienteet pitävät Na+-ionien pitoisuudet solun ulkopuolella ja K+-ionien pitoisuudet solun sisäpuolella korkeina, mikä antaa kalvolle jännitteen. Na+ ja Cl−-ionien läpäisevyydet vaikuttavat myös, mutta pienemmässä määrin. Lepopotentiaalin arvo voidaan kuvata Goldman-Hodgkin-Katzin yhtälöllä, joka huomioi erilaistenIonien pitoisuudet ja kalvon läpäisevyyden.

Yleisesti lepopotentiaali on noin −70 millivolt neuroneissa, mutta solutyypistä riippuen vaihtelee noin −60 mV:stä −90 mV:iin. Esimerkiksi hermosoluissa lepopotentiaali on usein lähellä −70 mV, kun taas sydämen raajo- ja kammiosoluilla se voi olla hieman erilainen. Lepopotentiaalin arvo on herkkä ionien konsentraatiomuutoksille sekä Na+/K+-pumpun toiminnan muutoksille ja sitä voivat muuttaa esim. neurotransmitterit ja ionikanavien toiminnan muutos.

Lepopotentiaali vaikuttaa solun kykyyn laukaista toimintapotentiaalin raja- ehtoasen. Se määrittää paljolti solujen ärsykekynnyksen, säätää sähköistä tasapainoa ja on olennaista hermosäätelyn sekä sydämen rytmin säätelyssä.