membraanpotential

Membraanpotential, ook wel membraanpotentiaal genoemd, is het elektrische potentiaalverschil tussen de binnen- en buitenkant van een celmembraan. Het wordt gemeten in millivolt (mV) en ontstaat uit een combinatie van ionengradiënten en de permeabiliteit van het membraan. Bij veel cellen is de binnenkant negatief ten opzichte van de buitenkant, wat bekend staat als de rustpotentiaal.

De rustpotentiaal wordt voornamelijk bepaald door de concentratieverhoudingen van kalium (K+), natrium (Na+), chloride (Cl-) en soms calcium (Ca2+), en door de selectieve doorlaatbaarheid van het membraan voor deze ionen. Het membraan is bij rust relatief doorlaatbaar voor K+, waardoor de rustpotentiaal zich dicht bij de kalium-evenwichtwaarde (ongeveer -90 mV) begeeft; Na+ en Cl- dragen tevens bij aan het uiteindelijke potentiaal. De relatie tussen permeabiliteit en concentratieverschillen wordt vaak beschreven met de Goldman-Hodgkin-Katz-formule.

Equilibrium potentialen geven de potentiaal aan waarbij een specifiek ion in evenwicht is: K+ circa -90 mV, Na+ circa +60 mV, Cl- circa -65 mV. Het werkelijke membraanpotentiaal is een gewogen som afhankelijk van de relative permeabiliteit van al deze ionkanalen. Veranderingen in permeabiliteit, bijvoorbeeld door openingen van spanningsafhankelijke kanalen, veroorzaken snelle veranderingen in het membraanpotentiaal.

Actiepotentialen zijn snelle, voorbijgaande depolarisaties die ontstaan door snelle invoer van Na+ en later repolarisatie door K+. Ze vormen de basis van zenuwgeleiding en spiercontractie. Het onderhoud van ionengradiënten wordt verzorgd door Na+/K+-ATPase, die Na+ uit en K+ in pompt. Methoden zoals patch-clamp en microelectroden meten membraanpotentialen in onderzoek en klinische toepassingen.