kaliumgradienterna

Kaliumgradienterna avser skillnaden i kaliumjonernas koncentration över cellmembranet. Den mest betydelsefulla gradienten är skillnaden mellan cytosolens högre K+-koncentration och den extracellulära vätskans lägre koncentration. Tillsammans med andra jongradienter utgör de grunden för vilomembranpotentialen i många celler och påverkar cellens excitabilitet och funktion.

Uppkomst och underhåll av gradienten fås främst genom natrium–kalium-pumpen (Na+/K+-pumpen), som med hjälp av ATP flyttar tre Na+ ut ur cellen och två K+ in i cellen per cykel. Läckkanaler för K+ tillåter passiv diffusion av kalium över membranet. Denna kombination gör att K+ är betydligt mer koncentrerat inuti cellen än utanför och att membranet får en negativ innersida, vilket driver många elektriska och transportmässiga processer.

Funktioner och betydelse i kroppen: Kaliumgradienten är avgörande för vilomembranpotentialen och möjliggör snabba förändringar i membranpotentialen som ligger till grund för aktionspotentialer i nerv- och muskelvävnad. Den bidrar också till cellvolymreglering och till sekundära transportprocesser som är beroende av drivkrafter från K+-gradienten.

Typiska värden och variationer: Inuti: cirka 140 mM; utanför: cirka 3–5 mM i människans kroppsvätskor. Gradientens storlek varierar mellan vävnader och påverkas av hormoner, pH, osmolalitet och sjukdomstillstånd.

Klinisk betydelse: Förändringar i kaliumgradienterna kan leda till hyperkalemi eller hypokalemi, vilket påverkar hjärtats rytm och nervsignalering. Vissa läkemedel och sjukdomstillstånd påverkar extracellulära kaliumnivåer och därmed gradienten. I forskning studeras gradienternas inverkan på membranpotential och cellfunktion med elektrofysiologiska metoder.