Δήμητρα Σπανού χημικός, καθηγήτρια του 1ου Γυμνασίου Δάφνης
Κινήσαμε για μακρινό ταξίδι
κι η νύχτα φαρμακώνει τα φιλιά
ποιος κόσμος μας κρατάει και ποιο σανίδι
απόψε που δικάζουν τον Πλουμπίδη.
Λύκοι αγκαλιά με τα σκυλιά, λύκοι αγκαλιά με τα σκυλιά.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Το θέμα της διακίνησης ηλεκτρονίων και την συσχέτισή τους με μικρούς ή μεγάλους βιογεωχημικούς κύκλους έχει διερευνηθεί σε ανάλογη ενότητα από την οποία εισάγω ορισμένα κεφάλαια που σχετίζονται με την επόμενη τωρινή προσπάθειά μου να διερευνήσω και να συσχετίσω τον ρόλο των απλών και διπλών μεμβρανών Βιολογικών μεμβρανών
(θα είναι καλό να πούμε ότι οι ιδιαίτερες ιδιότητες των μεμβρανών (ημιπερατών) δεν αφορούν αφορά μόνο τις βιολογικές μεμβράνες αλλά και άλλου τύπου διαφράγματα).
Βοηθητικά για το θέμα μου τα εισάγω παρακάτω links από την ενότητα Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΗ ΚΑΙ Η ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
ΟΙ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ ΚΑΙ Η ΣΧΕΣΗ ΤΟΥΣ ΜΕ ΤΗΝ ΔΙΑΚΙΝΗΣΗ ΦΟΡΤΙΩΝ ΚΑΙ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Η σχέση των μεμβράνών με την ζωή ξεκινά ήδη από τα προβιωτικά, όταν στην επιφάνεια των κολλοειδών σταγόνων, (οι οποίες συμμετείχαν στην συνέχεια στην δημιουργία ζωντανών οργανισμών), δημιουργείται συμπαγές στρώμα που μιμείται μεμβράνη (coaservates).
Η αρχική σχέση των πρώτων κατασκευών- πρωϊμίων των μεμβρανών - με την ζωή, ήταν η απορρόφηση τροφικών μορίων και μετά σχετίστηκαν και με την αναπαραγωγή και μεταφορά πληροφορίας από γενιά σε γενιά.
ΠΩΣ ΔΟΜΕΙΤΑΙ ΜΙΑ ΚΛΕΙΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΩΣΤΕ ΝΑ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΟΡΓΑΝΟ ΣΥΣΣΩΡΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Οι ώριμες βιολογικές μεμβράνες όλων των οργανισμών είναι ενεργοποιημένες δηλαδή δημιουργείται μια διαφορά (βαθμίδωση) ηλεκτρικού εκατέρωθεν καθώς επίσης και βαθμίδωση στις συγκεντρώσεις ουσιών .
Αυτό συνδέεται με την εμφάνιση ενός διπλού ηλεκτρικού στρώματος μεταξύ του εσωτερικού και στην άλλη πλευρά του εξωτερικού περιβάλλοντος (σε μια κλειστή μεμβράνη)
Ενδιάμεσα παρεμβάλλεται το διπλό στρώμα των λιπιδικών στοιβάδων των φωσφολιπιδίων (μονωτικό) που εμποδίζει την ελεύθερη κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων δια μέσου της μεμβράνης.
Η διέλευση δια μέσου της μεμβράνης γίνεται από τις ενσωματωμένες πρωτεϊνες της μεμβράνης επιλεκτικά
Η μεμβράνη (ες) των ζωντανών οργανισμών εμφανίζονται πολωμένες δηλαδή αναπτύσσεται διαφορά δυναμικού μεταξύ εξωτερικού και εσωτερικού της μεμβράνης
Το Δυναμικό αυτό που ονομάζεται Δυναμικό Ανάπαυσης ή Ηρεμίας. Για την κυτταρική μεμβράνη μη διεγέρσιμων κυττάρων είνα περίπου -40mV ενώ για διεγέρσιμα κύτταρα (νευρικά, μυϊκά) φτάνει έως -90 και 100 mV
Η ανάπτυξη Ηλεκτρικού Δυναμικού ανάμεσα στα δύο στρώματα (εσωτερικό και εξωτερικό) της μεμβράνης (κλειστής) οφείλεται
α. αφ ενός σε δομικά χαρακτηριστικά της μεμβράνης και
β. αφ ετέρου στην ανομοιόμορφη κατανομή ιόντων εκετέρωθεν της μεμβράνης. Η αιτία του δεύτερου είναι η επιλεκτική διαπερατότητα της μεμβράνης στις διάφορες ουσίες μεταξύ των οποίων και σε ιόντα.
Όσον αφορά τα δομικά χαρακτηριστικά...
Οι δύο στρώσεις της μεμβράνης αποτελούνται κυρίως από φωσφολιπίδια και το φωσφορικό άκρο του φωσφολιπίδιο λόγω διάστασης είναι αρνητικό
Η διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίων, προσανατολισμένων ώστε οι υδρόφιλες ομάδες των λιπιδίων (κυρίως των φωσφορικών ομάδων), να είναι προσανατολισμένες έτσι ώστε οι φωσφορικές ομάδες τους να είναι προς τα έξω και να εφάπτωνται του εξωτερικού και του εσωτερικού περιβάλλοντος της μεμβράνης, ενώ στον ενδιάμεσο χώρο βρίσκονται οι εστεροποιημένες αλκυλομάδες που αποτελούν τα λιπόφιλα - υδρόφοβα μέρη τους.
Σημειώνουμε τα εξής:
Στην έξωτερικη πλευρά της μεμβράνης, οι φωσφορικές ομάδες (αρνητικές λόγω διάστασης) ενώνονται με σάκχαρα και λιπίδια για την δημιουργία του γλυκοκάλυκα και το αρνητικό τους φορτίο χάνεται. Έτσι, η εξωτερική πλευρά, έχει περισσότερα γλυκολιπίδια και χοληστερόλη λόγω της ύπαρξης του γλυκοκάλυκα, και λιγότερη φωσφατιδοχολίνη κυρίως για μηχανικούς λόγους ώστε, ένα μέρος από το συνολικό αρνητικό φορτίο χάνεται καθώς η φωσφορική ομάδα ενώνεται με τα σάκχαρα
Αντίθετα,
Η εσωτερική πλευρά περιέχει τελικά φωσφολιπίδια. Δεδομένου ότι το φωσφορικό άκρο του φωσφολιπίδιο λόγω διάστασης είναι αρνητικό το συνολικό αρνητικό φορτίο από τα φωσφολιπίδια είναι περισσότερο στην εσωτερική, προς το κυτταρόπλασμα,από αυτό της εξωτερικής πλευράς της μεμβράνης και αυτό δημιουργεί ήδη μια διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού που οφείλεται στην κατασκευή της μεμβράνης
όσον αφορά την ανάπτυξη δυναμικού λόγω επιλεκτικής διαπερατότητας της μεμβράνης...
H μεμβράνη ελέγχει την έκκριση και απορρόφηση ουσιών, μεταξύ των οποίων και ιόντων.
Στην μεμβράνη υπάρχουν ενσωματωμένες πρωτεϊνες με έξοδο προς την μια ή την άλλη πλευρά της κι υπάρχουν άλλες που διαπερνούν την κυτταρική μεμβράνη
Οι πρωτεϊνες αυτές, λειτουργούν σαν ένζυμα, πρωτεϊνες που δρουν σαν αντλίες, μεταφορείς, πρωτεϊνες δίαυλοι (κανάλια) ιόντων) , ρυθμιστικές πρωτεϊνες και τις δομικές .
Η μετακίνηση ιόντων δια μέσου της μεμβράνης, είναι αυτό που θα καθορίσει την ανάπτυξη ενός δεύτερου δυναμικού στα όρια της μεμβράνης που θα οφείλεται σε ιόντα που εφάπτονται ή βρίσκονται πολυ κοντά στην μεμβράνη αυτή.
Συστήματα μεταφοράς ιόντων είναι οι δίαυλοι ιόντων, φορείς ιόντων και αντλίες ιόντων.
Ιόντα που είναι σε επαφή με την μεμβράνη εκατέρωθεν αυτής επιρρεάζουν το Δυναμικό της μεμβράνης
Δίαυλοι (κανάλια) ιόντων) μεταφορείς και αντλίες
Είναι διαμεμβρανικές πρωτεϊνες που επιτρέπουν την διέλευση μόνο λίγων ειδών ιόντων. μέσω εξειδικευμένων πόρων ή ανοιγμάτων που δημιουργούν αυτές οι πρωτεϊνες.
Ιόντα μπορούν να περάσουν δια μέσου της μεμβράνης με μεγάλη ταχύτητα (υψηλή αγωγιμότητα) και προκαλεί μεταβολές στο δυναμικό της μεμβράνης Δυναμικό Ισορροπίας μεμβράνης (Δυναμικό Nerst(Δημιουργία δυναμικού ενέργειας)
Δίαυλοι (κανάλια) ιόντων
Σε πολλές κατηγορίες μεμβρανών, κυτταρικής αλλά και κυτταρικών σωματιδίων όπως μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες, ενδοπλασματικού δικτύου, βρ'ισκονται διάφορετικά είδη διαύλων, που εχουν διαφορετική διαπερατότητα σε ιόντα και ο καθένας λειτουργεί επιλεκτικά, ώστε να επιλέγει που τα ιόντα του ταιριάζουν κατά προτεραιότητα.
Η προσαρμοσμένη ικανότητα των διαύλων για διέλευση ιοντων, δεν εξαρτάται μονο από τη δομή των διαυλων αυτών (συνήθως βαρέλια) όπως και από το μέγεθος των ιόντων αλλα και από άλλους παραγοντες όπως το συνολικό φορτίο του ιόντος, η ιοντική ακτίνα του, και η το υδατικό του περίβλημα (εφόσον προσροφά μόρια νερού για την διευκόλυνση της διέλευσης).
Σημειώνεται ότι, ιόντα με μικρά ακτίνα και περιορισμένη προσρρόφηση μορίων νερού έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα φορτίου μικρότερη ικανότητα διέλευσης δια μέσου μεμβρανών
Λόγω των ανωτέρω, η δίαυλος καλίου επιλέγει το Κάλιο αντί του Νατρίου γιατί το Κάλιο, αν και μεγαλύτερο ιόν έχει μεγαλύτερη ικανότητα διέλευσης).
Οι συνηθέστεροι δίαυλοι είναι του Καλίου, του Νατρίου, του Χλωρίου και του Ασβεστίου.
Διέλευση με πρωτεϊνες - μεταφορείς
Ιόντα που δυσκολεύεται η διέλευσή τους λόγω της επιλεκτικότητας των διαύλων οι συγκεντρώσεις ιόντων διαπερνούν τις μεμβράνες με πρόσδεση σε ειδικές πρωτεϊνες - μεταφορείς. Το ιόν προσδένεται στον μεταφορέα στην επιφάνεια της μεμβράνης ή κοντά σ' αυτήν με κάποιον ρόπο (χημική αλληλεπίδραση ή προσρόφηση). Το σύμπλεγμα μεταφορέας -ιόν είναι κινητό εντός της μεμβράνης και κινείται προς την αντίθετη πλευρά της. Εκεί αποδεδμεύονται και το ιόν απελευθερώνεται . Ο φορέας μετατρέπεται σε πρόδρομο φορέα και διασχίζει ξανά την μεμβράνη μόνος του προς την αντίθετη κατεύθυνση έως την αρχική πλευρά.
Κι εδώ υπάρχει επιλεκτικότητα που όμως βασίζεται στην χημική πρόσδεση του ιόντος και της μεταφορικής πρωτεϊνης
που είναι διαφορετική στην εσωτερική και στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης. Για παράδειγμα
τα ιόντα του Νατρίου και του Χλωρίου επικρατούν στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης, ενώ τα ιόντα Καλίου στην εσωτερική
Υπάρχει πιθανότητα, ο ίδιος φορέας να μεταφέρει πολλών ειδών ιόντα, όπως για παράδειγμα ο φορέας ιόντων Καλίου μεταφέρει επίσης και ιόντα Ρουβιδίου κα Νατρίου όχι όμως χλωρίου. Ή ένας μεταφορέας -πρωτεϊνη- για ουδέτερα οξέα, μπορεί επίσης να μεταφέρει και τα αμινοξέα γλυκίνη και βαλίνη, όχι όμως το αμινοξύ ασπαριγίνη ή λυσίνη
Η μεταφορά με φορείς μπορεί να φτάσει σε κορεσμό (λόγω περιορισμένου αριθμού μεταφορέων και εκλεκτικότητας) εάν οι συγκεντρώσεις ελλαττωθούν
Ένα άλλο παράδειγμα πρωτεϊνών μεταφοράς, είναι τα ένζυμα της αναπνευστικής αλυσίδας και η ΑΤΡαση, στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων, που εξάγουν Η+ στον διαμεμβρανιακό χώρο των μιτοχονδρίων
Διέλευση με αντλίες ιόντων
Εκτός από τους διαύλους και τους μεταφορείς, οι αντλίες ιόντων πο είναι επίσης σταθεροί μεταφορείς που περνούν ενεργά ιόντα δια μέσου της μεμβράνης. Η διαφορά είναι ότι, λειτουργούν με κατανάλωση ενέργειας .
Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η αντλία Καλίου - Νατρίου που είναι μια διαμεμβρανιακή πρωτεϊνη που διαπερνά ιόντα καλίου και νατρίου στο κύτταρο
Συγκεκριμένα συνδυάζει την είσοδο δύο ιόντων καλίου στο κύτταρο με την έξοδο τριών ιόντων νατρίου από το κύτταρο
Πρόκειται για ενεργή μεταφορά ιόντων, η οποία συμβαίνει ώστε να μην εξισωθούν οι συγκεντρώσεις ιόντων στις δυο πλευρές της μεμβράνης λόγω διάχυσης και να διατηρείται το Διαμεμβρανιακό Δυναμικό .
Το Νάτριο προσδένεται σε ενδοκυττάριες θέσεις, ATΡ υδρολύωται κι φωσφορυλιώνει την αντλία, η αντλία μεταφέρει 3 ιόντα Να τρίου στο εξωτερικό της μεμβράνης και στην συνέχεια εισάγει 2 ιόν τα καλίου που προσδένονται σε σχετικές θέσεις της αντλίας.
Η αντλία Κ+/Κ_ βοηθά στην διατήρηση του Δυναμικού ηρεμίας στα κύτταρα
Δυναμικό ισορροπίας ιόντων (Nernst) και Δυναμικό αντιστροφής
Αυτή η διαφορετική κατανομή των ιόντων στις δυο πλευρές της μεμβράνης γεννά μια διαφορά δυναμικού
που λέγεται Διαμεμβρανιακό Δυναμικό Ανάπαυσης
Oi δυνάμεις διάχυσης των ιόντων,- εφόσον υπάρχει ανιση κατανομή φορτίων εκατέρωθεν της μεμβράνης (κλίση)-, εξισορροπούνται
με τις ηλεκτρικές δυνάμεις που αναπτύσσονται λόγω Διαφοράς Δυναμικού της μεμβράνης
(Πρακτικά: Τα ιόντα καλίου που λόγω περίσσειας στο εσωτερικό της μεμβράνης κινούνται προς την έξω πλευρά εμποδίζονται από τα ιότα καλίου στην εσωτερική επιφάνεια φορτίων στην επιφάνεια της μεμβράνης)
Το Δυναμικό που απαιτείται για την εξισορρόπηση υπακούει στον Νομο του Nerst που εφαρμόζεται γενικά σε συστήματα Οξειδωτή - αναγωγέα
με με Εο το Δυναμικό ηλεκτρόδιου Υδρογόνου
με Εο το Δυναμικό ηλεκτρόδιου Υδρογόνου και εφαρμόζεται Π.χ. για τα ιόντα Καλίου :
![{\displaystyle E_{e,\ K^{+}}={\frac {RT}{zF}}\ln {\frac {[K^{+}]_{1}}{[K^{+} ]_{2}}},}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7848b013341bb065dd1fd0e006ae3bb301242ab2)
Σε Δυναμικό Ισορροπίας tα Κ+ που εξέρχονται είναι ίσα μe τα Κ+ που εισέρχονται. Για το Κ+ το Δυναμικό ισορροπίας βρίσκεται περίπου -95 mV
Σε ορισμένα κύτταρα το Δυναμικό της μεμβράνης μπορεί να αυξηθεί πάνω από το δυναμικό ισορροπίας. Εάν η τιμή του (απόλυτη) γίνει ίση με το Δυναμικό ισορροπίας, η ροή των ιόντων αντιστρέφεται. Αυτό είναι το Δυναμικό Αντιστροφής
H AT K+/Na συμβάλλει στην ανάπτυξη του Δυναμικού της μεμβράνης καταναλώνει μεγάλο ποσό ενέργειας, και είναι ιδιαίτερα σημαντική στα νευρικά κύτταρα όπου δημιουργείται Δυναμικό Αντιστροφής
ΠΗΓΕΣ
https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CE%BD%CF%84%CE%BB%CE%AF%CE%B1_%CE%BD%CE%B1%CF%84%CF%81%CE%AF%CE%BF%CF%85-%CE%BA%CE%B1%CE%BB%CE%AF%CE%BF%CF%85
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%BC%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB
https://thebiologynotes.com/facilitated-diffusion/
https://colibris62bethune.org/kletka/kak-ustroeny-membrany-kletki.html
https://ocw.aoc.ntua.gr/modules/document/file.php/SEMFE119/%CE%A3%CE%B7%CE%BC%CE%B5%CE%B9%CF%8E%CF%83%CE%B5%CE%B9%CF%82/Biophysics_Membrane2012red.pdf
https://art-therapy.center/ti-einai-i-anapneystiki-alysida-poies-diadochikes-antidrasei-ekteloyntai/
https://thelib.info/biologiya/984388-osobennosti-stroeniya-plazmaticheskih-membran-u-razlichnyh-organizmov/
ΑΚΑΤΕΡΓΑΣΤΟ
Η μεμβράνη όλων των ζωντανών κυττάρων είναι πολωμένη. Η εσωτερική πλευρά της μεμβράνης φέρει αρνητικό φορτίο σε σύγκριση με τον μεσοκυττάριο χώρο (Εικ. 1). Η ποσότητα φορτίου που μεταφέρεται από τη μεμβράνη ονομάζεται δυναμικό μεμβράνης (MP). Σε μη διεγέρσιμους ιστούς, το MP είναι χαμηλό και είναι περίπου -40 mV. Στους διεγέρσιμους ιστούς, είναι υψηλό, περίπου -60 - -100 mV και ονομάζεται δυναμικό ηρεμίας (RP).
https://biocpm.ru/potencial-pokoya-i-potencial-deystviya
Το δυναμικό ηρεμίας, όπως κάθε δυναμικό μεμβράνης, σχηματίζεται λόγω της επιλεκτικής διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης. Όπως είναι γνωστό, το πλασμόλημμα αποτελείται από μια λιπιδική διπλοστιβάδα μέσω της οποίας εμποδίζεται η κίνηση των φορτισμένων μορίων. Οι πρωτεΐνες που είναι ενσωματωμένες στη μεμβράνη μπορούν να αλλάξουν επιλεκτικά τη διαπερατότητα της μεμβράνης σε διάφορα ιόντα, ανάλογα με τα εισερχόμενα ερεθίσματα. Ταυτόχρονα, τα ιόντα καλίου παίζουν πρωταγωνιστικό ρόλο στο σχηματισμό του δυναμικού ηρεμίας, εκτός από αυτά, σημαντικά είναι τα ιόντα νατρίου και χλωρίου.
Ρύζι. 1. Συγκεντρώσεις και κατανομή ιόντων από την εσωτερική και την εξωτερική πλευρά της μεμβράνης.
https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/122468/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F
Η μεμβράνη όλων των ζωντανών κυττάρων είναι πολωμένη. Η εσωτερική πλευρά της μεμβράνης φέρει αρνητικό φορτίο σε σύγκριση με τον μεσοκυττάριο χώρο (Εικ. 1). Η ποσότητα φορτίου που μεταφέρεται από τη μεμβράνη ονομάζεται δυναμικό μεμβράνης (MP). Σε μη διεγέρσιμους ιστούς, το MP είναι χαμηλό και είναι περίπου -40 mV. Στους διεγέρσιμους ιστούς, είναι υψηλό, περίπου -60 - -100 mV και ονομάζεται δυναμικό ηρεμίας (RP).
https://biocpm.ru/potencial-pokoya-i-potencial-deystviya
Το δυναμικό ηρεμίας, όπως κάθε δυναμικό μεμβράνης, σχηματίζεται λόγω της επιλεκτικής διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης. Όπως είναι γνωστό, το πλασμόλημμα αποτελείται από μια λιπιδική διπλοστιβάδα μέσω της οποίας εμποδίζεται η κίνηση των φορτισμένων μορίων. Οι πρωτεΐνες που είναι ενσωματωμένες στη μεμβράνη μπορούν να αλλάξουν επιλεκτικά τη διαπερατότητα της μεμβράνης σε διάφορα ιόντα, ανάλογα με τα εισερχόμενα ερεθίσματα. Ταυτόχρονα, τα ιόντα καλίου παίζουν πρωταγωνιστικό ρόλο στο σχηματισμό του δυναμικού ηρεμίας, εκτός από αυτά, σημαντικά είναι τα ιόντα νατρίου και χλωρίου.
Ρύζι. 1. Συγκεντρώσεις και κατανομή ιόντων από την εσωτερική και την εξωτερική πλευρά της μεμβράνης.
Πόλωση
(Γαλλική πόλωση, αρχική πηγή: Ελληνικός πόλος - άξονας, πόλος)
βιοηλεκτρική, η εμφάνιση ενός διπλού ηλεκτρικού στρώματος στο όριο μεταξύ του εξωτερικού περιβάλλοντος και του περιεχομένου ενός ζωντανού κυττάρου. Ταυτόχρονα, η εξωτερική επιφάνεια του κυττάρου σε ηρεμία είναι θετικά φορτισμένη σε σχέση με το περιεχόμενό του, το οποίο έχει αρνητικό φορτίο.
Το σταθερό βιοηλεκτρικό P. οφείλεται στα δομικά χαρακτηριστικά των βιολογικών μεμβρανών, καθώς και στην ανομοιόμορφη κατανομή των ανόργανων ιόντων (κυρίως K+, Na+, Cl-) στο περιεχόμενο του κυττάρου και στο περιβάλλον του (ηλεκτροχημικές διαβαθμίσεις). Το δυναμικό ηρεμίας είναι άμεση συνέπεια του P. Στα περισσότερα ζωντανά κύτταρα, η συγκέντρωση των ιόντων Κ+ στο πρωτόπλασμα είναι 20-50 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στο εξωκυτταρικό υγρό. Η επιφανειακή μεμβράνη αυτών των κυττάρων σε ηρεμία είναι πιο διαπερατή στα ιόντα Κ+ παρά σε άλλα κατιόντα. Επομένως, τα ιόντα K+, που διαχέονται έξω από το κύτταρο, οδηγούν στη συσσώρευση περίσσειας θετικών φορτίων στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης, ενώ μια περίσσεια αρνητικών φορτίων σχηματίζεται στο εσωτερικό (βλ. Θεωρία διέγερσης μεμβράνης). Για τα ιόντα Na+, Ca2+ και Cl-, η μεμβράνη σε ηρεμία δεν είναι πολύ διαπερατή, αλλά σε ενεργοποιημένη κατάσταση υπάρχει επιλεκτική αύξηση της διαπερατότητας για οποιοδήποτε από αυτά τα ιόντα, η οποία οδηγεί σε αλλαγή του P. (βλ. Βιοηλεκτρικά δυναμικά).
για νευρικό κύτταρο
Έτσι, η μεμβράνη του διεγερμένου τμήματος του νεύρου γίνεται για μικρό χρονικό διάστημα διαπερατή από ιόντα Na +, η είσοδος των οποίων στο κύτταρο οδηγεί σε εκπόλωση (Βλ. Εκπόλωση) της μεμβράνης. Εάν αυτή η αποπόλωση φτάσει σε ένα κρίσιμο επίπεδο, εμφανίζεται ένα δυναμικό δράσης. Η φθίνουσα φάση του δυναμικού δράσης, κατά την οποία το Ρ. της μεμβράνης επιστρέφει στο επίπεδο ηρεμίας, ονομάζεται φάση επαναπόλωσης της μεμβράνης. Όταν το δυναμικό ηρεμίας ανεβαίνει πάνω από το κανονικό επίπεδο, εμφανίζεται υπερπόλωση της μεμβράνης.
Η σχετική σταθερότητα του επιπέδου P. ενός ζωντανού κυττάρου εξασφαλίζεται από τη σταθερότητα των ηλεκτροχημικών βαθμίδων, οι οποίες, με τη σειρά τους, υποστηρίζονται από τη λειτουργία αντλιών ιόντων (βλ. "αντλία νατρίου"), οι οποίες ξοδεύουν ενέργεια στο αντι- βαθμιδωτή μεταφορά ιόντων μέσω της μεμβράνης (βλ. Ενεργή μεταφορά ιόντων).
Δείτε τι είναι το "Polarization" σε άλλα λεξικά:
Πόλωση - (γαλλικά polarization, αρχική πηγή: ελληνικός άξονας πόλο, πόλος) διεργασίες και καταστάσεις που σχετίζονται με τον διαχωρισμό οποιωνδήποτε αντικειμένων, κυρίως στο χώρο. Πόλωση κενού Πόλωση κυμάτων Πόλωση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ... ... Wikipedia
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%BC%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB
Δυναμικό μεμβράνης , επίσης διαμεμβρανικό δυναμικό ή τάση μεμβράνης , μερικές φορές δυναμικό Nernst - η διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό (ηλεκτρική κλίση) που εμφανίζεται μεταξύ των φορτίων της εσωτερικής και της εξωτερικής πλευράς μιας ημιπερατής μεμβράνης (σε μια συγκεκριμένη περίπτωση, κυτταρική μεμβράνη ). Όσον αφορά το εσωτερικό μέρος του κυττάρου, οι τυπικές τιμές του δυναμικού της μεμβράνης για αυτό είναι στην περιοχή από -40 mV έως -80 mV.