Celmembraan Potentiaal

Celmembraan Potentiaal | De membraanpotentiaal (Vm) is de elektrische spanning die ontstaat bij het membraan van een cel. Dit potentiaal ontstaat door verschillende concentratiegradiënten van positieve en negatieve ionen (en daarmee elektrische lading) aan weerszijden van het celmembraan: aan de buitenkant (de extracellulaire zijde) van het membraan zijn er meer positieve ionen (vooral natriumionen) dan aan de binnenkant (het cytoplasma) van de cel. Het zijn de watermolecullen, zouten, metalen en koolstof-verbindingen in onze cellen en weefsels die de elektrisch geladen kosmische energie (elektromagnetische velden van de zon, sterren en andere planeten) in ons lichaam geleiden.

Membraanpotentiaal

Elke gezonde cel in het lichaam heeft een membraanpotentiaal van -70 mV. Ook zenuwcellen hebben een membraanpotentiaal van -70mV. Om het onstaan van membraanpotentiaal te begrijpen dienen we ons even te focussen op de Na+ (Natrium) en K+ (Kalium) concentraties binnen de cel (in het cytoplasma) en buiten de cel. Als we naar de K+-concentratie kijken, dan valt op dat de concentratie in de cel dertig keer hoger is dan de concentratie buiten de cel. Ook Na+ is ongelijk verdeeld binnen en buiten de cel. Buiten de cel is ongeveer tien keer meer K+ dan in het cytoplasma. Door deze concentratieverschillen “lekken of diffunderen” de Na+ en de K+ met het concentratieverschil mee. K+ zal naar buiten diffunderen en Na+ zal naar binnen diffunderen. Maar omdat het concentratieverschil van K+ groter is dan het concentratieverschil van Na+ zal K+ sneller naar buiten diffunderen dan Na+ naar binnen. Hierdoor zal er per tijdseenheid een netto uitstroom van positief geladen K+ ionen zijn, en zullen er relatief veel negatief geladen Cl- en negatief geladen stoffen achterblijven in het cytoplasma. Door bovengenoemde diffusieprocessen is de binnenkant van het membraan negatief geladen ten opzichte van de buitenkant van de membraan. Deze membraanpotentiaal bedraagt in gezonde cellen ongeveer .-70mV. Bij zieke cellen wordt de celmembraanpotentiaal minder. Dit zorgt ervoor dat ze hun functie minder goed kunnen uitvoeren. Het externe en interne leefmilieu van de cel bepaalt de celmembraanpotentiaal. De kwaliteit van dit leefmilieu wordt bepaald door epigenetische factoren zoals bijv.: de kwaliteit van de (voedings)stoffen die ons lichaam binnenkrijgt, blootstelling aan schadelijke straling, etc… als ook door onze bio-energetische conditie (karmische-conditie en bijpassende aangeboren en opgeslagen genetisch materiaal).

De Natrium-Kaliumpomp

De membraanpotentiaal is gebaseerd op de verschillende diffusie snelheden van Na+ naar binnen en K+ naar buiten. Deze diffusiesnelheden zijn gebaseerd op de concentratieverschillen van beide ionen binnen en buiten de cel. De natrium-kaliumpomp is verantwoordelijk voor het handhaven van deze concentratieverschillen. Naar buiten gediffundeerde K+ ionen en naar binnen gediffundeerde Na+ ionen worden door de natrium-kaliumpomp terug getransporteerd, zodat de concentratieverschillen gehandhaafd blijven en de membraanpotentiaal blijft bestaan.  Dit is echter actief transport, omdat de ionen tegen het concentratie verval heen getransporteerd moeten worden. Het laten draaien van de natrium-kaliumpomp kost de cel ATP.

Actiepotentiaal » Impulsgeleiding

Levende organismen zijn in staat prikkels vanuit het milieu (omgeving) op te vangen, te vertalen en om te zetten.

Voorbeeld zenuwcel

Met behulp van zintuigcellen worden de prikkels omgezet in impulsen. Deze impulsen worden via zenuwcellen verstuurd naar het central zenuwstelsel. In het centrale zenuwstelsel worden vervolgens deze impulsen verwerkt en er wordt een gepast antwoord gegeven op de prikkel uit het milieu. Het antwoord van het lichaam wordt in de vorm van impulsen via motorische zenuwen verstuurd naar spieren en klieren in het lichaam. Kortom: het lichaam reageert op de prikkel en is waarneembaar als gedrag. Gedrag is te definieren als een reactie op een prikkel uit het milieu. Om gedrag te kunnen vertonen hebben (hoger ontwikkelde) dieren zintuigen, zenuwcellen en effectoren nodig.

De conductoren in de regelkring zijn de zenuwcellen. Er zijn motorische en sensorische zenuwen verantwoordelijk voor het transporteren van de impulsen door het lichaam. Een sensorische zenuw vervoert impulsen vanaf een zintuigcel (receptor) richting het centraal zenuwstelsel. Motorische zenuwen versturen impulsen vanuit het centraal zenuwstelsel richting een effector, spier of klier. Een zenuwcel bestaat uit uitlopers. Deze heten axonen of dendrieten. Je noemt een uitloper een axon als de impuls die deze vervoerd weg gaat van het cellichaam. Dendrieten vervoeren impulsen die richting het cellichaam lopen.

Voorbeeld hartcel

Een individuele hartcel spant zich aan wanneer er calciumionen naar binnen stromen. Maar deze calciumionen moeten ook weer naar buiten, anders zou de cel aangespannen blijven. Iedere hartslag opnieuw worden er ionen naar binnen gelaten en weer naar buiten gepompt door ion-kanalen op de hartspiercel.

Het gehele proces wordt in gang gezet door een doorgegeven, elektrisch signaal van de naburige cellen. Als reactie hierop, depolariseert de hartcel. Hierbij maakt hij ook zelf een elektrisch signaal, dit noemen we actiepotentiaal.

Deze actiepotentiaal bestaat uit een aantal fasen;

Fase 4: ook wel de rustfase. Het membraanpotentiaal: -90 mV
Fase 0: snelle natriumkanalen worden geopend en natrium stroomt de cel in (depolarisatie). Dit zorgt voor de snelle upstroke.
Fase 1: kalium stroomt de cel uit (efflux) wat ervoor zorgt dat het membraanpotentiaal zichzelf herstelt naar 0 mV.
Fase 2: ook wel de plateaufase. Deze fase wordt gekenmerkt door kalium-efflux (de cel uit) en calcium-influx (de cel in).
Fase 3: de kalium-efflux overschrijdt de calcium-influx. De membraanpotentiaal herstelt zich weer tot -90 mV (repolarisatie).

De actiepotentiaal van een cardiomyocyt kent verschillende fasen en bijbehorende ionstromen. Doordat aan elkaar grenzende hartspiercellen depolariseren, ontstaat er een soort domino-effect in de vorm van een depolarisatiegolf. Deze depolarisatiegolf kan worden geregistreerd via een ECG (Elektrocardiogram).