Ciekawostki medyczne

Potencjal spoczynkowy

Chociaż potencjał spoczynkowy jest przede wszystkim zależny od K+, a mniej od Na+, jony chlorkowe również mają niewielki udział w utrzymywaniu potencjału spoczynkowego, gdyż błona komórkowa jest przepuszczalna dla ujemnie naładowanych jonów chlorkowych. Jony te gromadzą się w cytozolu blisko błony komórkowej. Ponadto, ujemny ładunek dużych cząsteczek, takich jak białka, wpływa na ujemny ładunek w cytozolu. Te duże aniony nie mogą przechodzić przez błonę komórkową. Potencjał spoczynkowy zależny od gradientów stężeń i ładunków jonów utrzymywany jest dzięki specyficznemu pompowaniu jonów. Błona komórkowa neuronu ma wysoce efektywne pompy sodowo--potasowe, które aktywnie transportują jony sodu na zewnątrz komórki, a jony potasu do jej wnętrza. Oba rodzaje jonów, sodowe i potasowe, pompowane są wbrew ich gradientowi stężenia i gradientowi elektrycznemu, a pompy zużywają energię w postaci ATP do wykonania tej pracy. Na każde trzy jony sodu wypompowane z komórki dwa jony potasu zostają wpompowane do jej wnętrza. W ten sposób więcej dodatnich jonów jest przez pompy wyrzucanych niż wprowadzanych do komórki. Pompy sodowo-potasowe utrzymują wyższe stężenie K+ wewnątrz komórki niż na zewnątrz oraz wyższe stężenie Na+ na zewnątrz niż w jej wnętrzu. Podsumowując, powstawanie potencjału spoczynkowego zależy głównie od dyfuzji K+ na zewnątrz komórki. Jednak gdy tylko neuron osiągnie stan równowagi, dyfuzja Na+ do komórki jest większa niż K+ z komórki. Ta sytuacja jest równoważona przez pompę sodowo-potasową, która wyrzuca trzy jony Na+ z komórki na każde dwa jony K+ wprowadzane przez pompę do wnętrza komórki.