Potentiaalimuutoksia

Potentiaalimuutoksia tarkoittaa sähköpotentiaalierojen muutoksia kahden pisteen välillä tai kalvon sisällä, joita tapahtuu sekä biologisissa että fyysisissä ja kemiallisissa järjestelmissä. Muutokset voivat olla lyhytaikaisia tai pidempiä ja ne voivat liittyä jännitteen, potentiaalieron tai sähköisen kentän vaihteluihin. Potentiaalimuutokset voidaan ilmaista esimerkiksi V-arvoina (voltteina) ja ajan funktiona dV/dt:n avulla.

Biologiassa potentiaalimuutokset ovat keskeisiä solu- ja hermosignaloinnissa. Kalvon sähköinen potentiaali syntyy ionien, kuten natriumin, kaliumin, kalsiumin ja kloridin, jakautumisesta solun sisä- ja ulkopuolella sekä ionien passiivisten ja aktiivisten siirtokanavien toiminnasta. Graduaatit potentiaalit ovat pienempiä, paikallisia muutoksia, jotka voivat johtaa toimintapotentiaaleihin. Toimintapotentiaali on kaikki- tai ei mitään ilmiö, jossa kalvon ympäryksen jännite nousee ja palautuu nopeasti, mahdollistaa signaalin etenemisen hermo- ja lihassoluissa. Lepopotentiaali on solu sisäpuolelta negatiivinen ulkopuolelle nähden, ja sen ylläpitoon vaikuttavat Na+/K+-_ATPaasi sekä muut ionikontaktit.

Fysiikassa ja kemiassa potentiaalimuutoksia syntyy sähköisen kentän muutoksista, elektrolyyttisten solujen jännitteestä sekä redoksireaktioiden aiheuttamista potentiaalierojen muutoksista. Potentiaalimuutoksia mitataan voltimetrisesti tai sähköisesti, ja niitä mallintavat usein diodiset, resistiiviset ja kapasitanssiteoriaa sovelluttavat mallit.

Potentiaalimuutoksia tarkastellaan sekä fysiologiassa että teknisissä sovelluksissa, kuten energiavarastojen, sensorien ja lääketieteellisten laitteiden toiminnan ymmärtämisessä.

---