5.4 : Wat is een elektrochemische gradiënt?

- [Verteller] Het celmembraan werkt als een barrière die enkele moleculen en ionen in een cel houdt terwijl andere erbuiten worden gehouden. Een kenmerk van deze verdeling van hulpbronnen binnen en buiten de cel is het behoud van een elektrochemische gradiënt. Ionen die kritiek zijn voor celwerking, inclusief natrium en kalium, kunnen niet door het membraan diffunderen en vertrouwen op beweging door kanalen en transporteurs.

Onder normale omstandigheden is er gewoonlijk meer natrium buiten een cel dan erbinnen. Dit creëert een chemische of concentratiegradiënt, waarbij natrium van buiten naar binnen door het celmembraan zou stromen, als het een pad zou krijgen. Omgekeerd is er een lagere concentratie kalium buiten de cel en meer kalium binnenin, dus de chemische gradiënt staat in tegenstelling tot de gradiënt van natrium.

Ionenconcentratie is echter niet de enige factor die een gradiënt over het celmembraan creëert. De scheiding van ionen en moleculen met positieve en negatieve ladingen betekent ook dat er een elektrische gradiënt aanwezig is. De prevalentie van positief geladen natriumionen buiten de cel en de overvloed aan negatief geladen eiwitten binnenin zijn twee grote factoren die bijdragen aan het totale verschil in lading over het membraan.

Actief transport gebruikt energie voor het behoud van de elektrochemische gradiënt over het celmembraan, waarbij gespecialiseerde membraaneiwitten ionen verplaatsen tegen hun elektrochemische gradiënten. Echter, onder specifieke omstandigheden mogen de ionen met hun gradiënten bewegen, wat energie opwekt voor processen zoals glucosetransport en een middel biedt voor gespecialiseerde cellen, zoals hartspieren en neuronen, om elektrische impulsen te genereren.