Membraanweerstand

Membraanweerstand, vaak aangeduid als membraanweerstand (Rm), is de elektrische weerstand van de plasmamembraan tegen passieve ionenstroom. In biophysica wordt de membraanweerstand meestal uitgedrukt als weerstand per oppervlakte-eenheid (Rm, oftewel ohm·cm²) of als de totale inputweerstand van een cel of neuron (Rin). De weerstand is de inverse van de membraanconductantie (Gm): Gm = 1/Rm.

Meetmethoden en eenheden

In de elektrofysiologie wordt Rin meestal gemeten door een kleine stroominjectie en het bijbehorende verandering in membraanpotentiaal te observeren (ΔV/ΔI). Gecombineerd met de membraanoppervlakte levert dit een indicatie van Rin. Rm kan ook per oppervlakte-eenheid worden uitgedrukt (ohm·cm²). In de gangbare neurale context bepaalt Rin mede hoe gevoelig een neuron is voor elektrische stimulatie.

Relatie met membraan- en excitabiliteitseigenschappen

De membraancapaciteit Cm werkt samen met de weerstand: de tijdconstante τ van een membraan is τ = Cm × Rin. Een hogere Rin of een grotere Cm verlengen de tijd die nodig is om het membraanpotentiaal te laten reageren op een stimulus. Rin en Rm hangen af van de totale kanalenconductantie: de dichtheid en open toestand van ionkanalen, ionenconcentraties, en de toestand van de membranen.

Oorzaken en toepassingen

Membraanweerstand kan variëren door ontwikkeling, differentiële expressie van kanalen, ziekte, medicijnwerking en omgevingscondities (temperatuur, osmoregulatie). Een hoge Rin duidt op minder lekstroom en grotere potentiële veranderingen bij stimulatie; een lage Rin wijst op meer leak en snellere laadtijden. Het meten van membraanweerstand levert inzicht in cellulaire integriteit, synaptische en elektrische eigenschappen en farmacologische effecten.