Fyziologie

1.1.3 Rozložení iontů na membráně, elektrický membránový potenciál

1.1.3 Rozložení iontů na membráně, elektrický membránový potenciá
 
 
Složení intracelulární tekutiny a plasmy
Ve složení tekutiny buněčné a intersticiální (tkáňového moku) existují značné rozdíly, dané především tím, že tkáňový mok obsahuje minimálně bílkovin (nezaměňovat s krevní plasmou !).
Hlavní rozdíly shrnuje tabulka (anionty červeně, kationty modře). Jde o orientační čísla, každá koncentrace má své intervaly, v nichž je normální.
 
 
Uvnitř buňky (intracelulárně)
Vně buňky (extracelulárně)
Sodík (Na+) – mmol/l
12
130
Draslík (K+) – mmol/l
150
4
Vápník (Ca+) – mmol/l
10-5 až 10-4
2,5
Chlorid (Cl-) – mmol/l
4
110
Bikarbonáty (HCO3-) – mmol/l
8
30
Bílkoviny_ – mmol/l
155
 
 
Z tabulky vyplývá:
- bílkoviny jsou většinou negativně nabity (velké neprostupující anionty)¨
-  bílkoviny jsou uvnitř buňky
- hlavním nitrobuněčným kationtem je draslík
- hlavním extrabuněnčným kationtem je sodík
- sodíku je mnohem více vně buňky než uvnitř
- draslíku je mnohem více uvnitř buňky než vně
- vápníku je mnohem více vně buňky než uvnitř
-  hlavní anionty uvnitř buněk jsou bílkoviny
- hlavní anionty vně buněk jsou chloridy a bikarbonáty
 
Gibbsova-Donnanova rovnováha
popisuje rozložení molekul (kationtů, aniontů) na semipermeabilní membráně, jsou-li na jedné straně obsaženy velké anionty (bílkoviny), které membránou neprostupují, zatímco nízkomolekulární (malé) ionty ano.
Uplatňuje se např. v rozdílech na buněčné membráně mezi tkáňovým mokem a plasmou. V plasmě, kde jsou anionty též v podobě bílkovin, je trochu vyšší množství kationtů sodíku a draslíku, zatímco je tam méně chloridů a bikarbonátů.
Přibližně je v plasmě 140 mmol/l sodíku, 4,5 mmol/l draslíku, chloridů 105 mmol/l, bikarbonátu 24 mmol/l.
V intersticiálním prostoru je pak sodíku cca 130, draslíku 4, chloridů 110, bikarbonátu 30 mmol/l.
 
Elektrický membránový potenciál
Na buněčné membráně je přítomen klidový membránový potenciál, tj. membrána buněk je za klidového stavu polarizována, je na ní odlišné rozložení iontů.
Vnitřek buněk je elektricky negativní, rozdíl činí cca -30 až -90 mV (milivoltů).
Potenciál vzniká díky rozdílnému rozdělení iontů na membráně činností iontových kanálů vč. sodíko-draslíkové pumpy, tj. je to stav vyžadující též energii a při poklesu energie v buňce může být narušen. Hlavním iontem, který určuje tento potenciál je draslík. Je to dáno tím, že buněčná membrána je pro něj relativně propustná i v klidovém stavu, uniká z buněk po koncentračním gradientu.
Výzamný je tento potenciál u dráždivých buněk – nervových, svalových – kde pak vzniká membránový akční potenciál, který ovlivní činnost těchto buněk (např. stah u svalu) a zároveň je schopen se šířit na buňky sousední a přenášet tak vzruch daleko po těle (jak u svalů, tak zejména je to výrazné v nervovém systému).
Membránový akční potenciál srdeční buňky je popsán v kapitole věnované srdci, nervový akční potenciál je popsán v kapitole věnované obecné neurofyziologii.
 
 
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše