Membranpotensialet

Membranpotensialet er den elektriske potensialforskjellen over cellemembranen, som oppstår når ioner fordeles ulikt mellom innsiden og utsiden av cellen og membranen har varierende permeabilitet for disse ionene. For mange celler, spesielt nerveceller og muskelceller, bestemmes hvilemembr potensialet av konsentrasjonsgradientene for kalium (K+), natrium (Na+) og klorid (Cl−) samt membranens selektive permeabilitet.

Ved hvile ligger hvilemembranpotensialet ofte mellom −60 og −70 mV i nerveceller, med innsiden negativ i forhold til utsiden. Til sammen utgjør gradienter og permeabilitet en balansert elektrisk tilstand, som i hovedsak styres av K+ lekkasjeporer. Na+/K+-ATPase (Na+/K+-pumpen) bidrar over tid ved å opprettholde gradientene ved å pumpe 3 Na+ ut og 2 K+ inn per ATP.

Når cellen stimuleres av en tilstrekkelig strøm, kan spenningsstyrte Na+-kanaler åpnes og natrium strømmer inn, noe som depolariserer membranen. Når terskelen nås, genereres et aksjonspotensial. Etterpå åpnes spenningsstyrte K+-kanaler og membranen repolariseres, ofte etterfulgt av en kort hyperpolarisering.

Verdi og nytte: Membranpotensialet er grunnlaget for elektriske signaler i nervesystemet og i muskler, og er kontinuerlig justert i prosesser som synaptisk signalering og kontraksjon. Hva måles: med innvendige elektroder eller patch-clamp-teknikker. Viktige ekvivalente potensialer er E_K ≈ −90 mV, E_Na ≈ +60 mV og E_Cl ≈ −70 mV, men faktiske hvilepotensialverdier varierer mellom vev og celletyp.