celmembraanpotentiaal

Celmembraanpotentiaal, ook wel rustpotentiaal genoemd in veel contexten, is het elektrische potentiaalverschil over het plasmamembraan van een cel. Het wordt meestal uitgedrukt als de potentiaal aan de binnenkant ten opzichte van de buitenkant en is in rust vaak negatief. bij veel cellen ligt dit tussen ongeveer −60 en −70 millivolt; bij zenuwcellen en spiercellen kan het variëren van circa −40 tot −90 millivolt, afhankelijk van celtype en omstandigheden.

Het begrip berust op een combinatie van ionenverdelingen en doorlaatbaarheid van het membraan. De cel heeft verschillende iongradiënten, met name kalium (K+), natrium (Na+), chloride (Cl−) en calcium (Ca2+). Bij rust is het membraan relatief permeabel voor K+, waardoor K+-tentransport naar buiten een dominante factor is bij het bepalen van de potentiaal. De Na+/K+-pomp (Na+/K+-ATPase) houdt actief de gradients in stand door Na+ uit te wisselen tegen K+. Deze combinatie van selectieve permeabiliteit en gradienten creëert een elektrische polarisatie: een negatieve lading aan de binnenkant.

De potentiële waarde kan worden benaderd met de Goldman-Hodgkin-Katz-equatie, die rekening houdt met de permeabiliteit en concentratie van verschillende ionen. Omdat het membraan vooral door K+ permeabel is bij rust, ligt het rustpotentiaal vaak dicht bij de K+-evenwethapotentiaal. Veranderingen in extracellulaire ionconcentraties of de activiteit van ionkanalen kunnen dit potentiaal wijzigen en de cellulaire excitabiliteit beïnvloeden.

Celmembraanpotentiaal speelt een cruciale rol bij elektrische signaling in zenuwcellen en spiercellen, waaronder de generatie van actiepotentialen, het reguleren van de werking van ionkanalen en transporters, en het beïnvloeden van neurotransmitterafgifte en spiercontractie. Meting gebeurt met microelektroden of patch-clamp-technieken, en factoren zoals temperatuur, pH en osmotische omstandigheden kunnen het potentiaal verder moduleren.