Hvordan bliver cellemembranen mere positiv udenfor og negativ indeni?

1. Spillerne:

* natriumioner (Na+): Disse er mere koncentreret uden for cellen.

* kaliumioner (K+): Disse er mere koncentreret inde i cellen.

* phospholipid dobbeltlag: Cellemembranen, som er selektivt permeabel, hvilket betyder, at den kontrollerer, hvad der går ind og ud.

* natrium-potassiumpumpe: Et protein indlejret i membranen, der aktivt pumper 3 Na+ -ioner ud af cellen for hver 2 K+ -ioner pumpet ind.

2. Processen:

* natrium-potassiumpumpe: Pumpen bruger energi (ATP) til at opretholde koncentrationsgradienten af ​​Na+ og K+ -ioner. Dette skaber en tilstand, hvor indersiden af ​​cellen er mere negativ, og ydersiden er mere positiv.

* Passiv diffusion: Nogle Na+ -ioner kan lække tilbage i cellen gennem passiv diffusion og bevæge sig fra en højere koncentration udenfor til en lavere koncentration inde. Dette gør indersiden mindre negativ og den udvendige mindre positive.

* ionkanaler: Specifikke kanaler i membranen giver mulighed for bevægelse af andre ioner, såsom chlorid (Cl-) -ioner, som er mere koncentreret uden for cellen. Når disse kanaler åbnes, tillader de CL-at bevæge sig ind i cellen og bidrager yderligere til den negative ladning inde.

3. Resultatet:

Kombinationen af ​​disse processer skaber et hvilemembranpotentiale , som er den elektriske potentialeforskel på tværs af cellemembranen i en hviletilstand. Denne potentialeforskel er typisk omkring -70 mV, hvilket betyder, at indersiden af ​​cellen er 70 mV mere negativ end ydersiden.

4. Betydning:

Den elektrokemiske gradient og det resulterende membranpotentiale er afgørende for forskellige cellulære processer:

* nerveimpulser: Bevægelsen af ​​ioner over membranen er ansvarlig for nerveimpulser.

* Muskelkontraktioner: Den elektrokemiske gradient er vigtig for muskelkontraktion.

* Cellesignalering: Den elektrokemiske gradient spiller en rolle i cellekommunikation.

Kortfattet: Cellemembranen bliver mere positiv udenfor og negativ indeni på grund af de kombinerede virkninger af natrium-potassiumpumpen, passiv diffusion og ionkanaler, der skaber og opretholder en elektrokemisk gradient over membranen. Denne gradient er vigtig for mange cellulære processer og bidrager i sidste ende til cellens evne til at fungere.