membranpotensialer

Membranpotentialer er elektriske spændingsforskelle over plasm membrane, altså den elektriske spænding mellem cytosolisk side og extracellulær side af en cellemembran. De opstår fordi celler opretholder forskelle i ionkoncentrationer for primært kalium (K+), natrium (Na+), klorid (Cl−) og calcium (Ca2+), samt fordi membranen har varierende permeabilitet for disse ioner gennem specifikke kanaler og pumper.

Det hvilemembranpotentiale er den spænding, som ofte findes, når en celle ikke er aktivt stimuleret. I nerveceller ligger hvilepotentialet typisk omkring −60 til −70 mV, mens muskelceller ofte har mere negative værdier, ca. −80 til −90 mV. HOst hvile potential er tæt forbundet med Na+/K+-ATPasens aktivitet, som bruger energi til at pumpe 3 Na+ ud og 2 K+ ind, og dermed opretholde ionforskellene. Membranens permeabilitet ændres ved åbning af ionkanaler, hvilket kan ændre potentialet hurtigt.

Et aktionspotentiale er en hurtig, all-or-nothing ændring i membranpotentialet som følge af en midlertidig stigning i Na+-permeabilitet efterfulgt af K+-udstrømning. Dette fører til depolarisering, repolarisering og ofte en kort hyperpolarisering. Propagering af aktionspotentialet langs neuronets axon undergår ofte saltatorisk ledning i myeliniserede fibre.

Beregningsmæssigt bruges Nernst-ligningen til enkelte ioner og Goldman-Hodgkin-Katz-ligningen til at beskrive hvilepotentialet som funktion af ionpermeabiliteter. Målinger udføres med mikropipette- eller patch-clamp-teknikker. Membranpotentialer er afgørende for nervesignalering, muskelkontraktion og hjertefunktion, og deres ændringer kan indikere fysiologiske eller patologiske tilstande.