1. Koncentrationsgradienter av joner:
* Högre koncentration av kaliumjoner (K+) inuti cellen: Cellen pumpar aktivt kaliumjoner i cellen och skapar en högre koncentration inuti än utanför. Denna kaliuminflöde gör interiören mer negativ.
* lägre koncentration av natriumjoner (Na+) inuti cellen: Cellen pumpar aktivt natriumjoner ut ur cellen och bibehåller en lägre koncentration inuti. Detta natriumutflöde bidrar vidare till den negativa laddningen inuti.
2. Negativt laddade makromolekyler:
* proteiner: Många proteiner i cellen är negativt laddade på grund av närvaron av aminosyror som aspartat och glutamat. Dessa negativt laddade proteiner bidrar till den totala negativa laddningen av cellen.
* nukleinsyror: DNA och RNA är också negativt laddade på grund av fosfatgrupperna i deras struktur. Dessa negativt laddade molekyler bidrar till cellens interna negativitet.
3. Membranpermeabilitet:
* cellmembran är selektivt permeabla: De tillåter vissa joner att passera lättare än andra. Cellmembranet är mer genomträngligt för kaliumjoner än natriumjoner, vilket ytterligare bidrar till den högre koncentrationen av kalium inuti och den negativa laddningen.
4. Aktiv transport:
* natriumpotassiumpump: Detta avgörande protein pumpar aktivt tre natriumjoner ur cellen för varje två kaliumjoner som pumpas in. Denna process konsumerar energi och hjälper till att upprätthålla koncentrationsgradienterna för dessa joner, vilket bidrar till den negativa laddningen inuti cellen.
Betydelse av negativ laddning:
* membranpotential: Skillnaden i laddning mellan insidan och utsidan av cellen skapar en membranpotential, vilket är viktigt för olika cellulära funktioner:
* Nervimpulsöverföring
* Muskelkontraktion
* Cellulär signalering
* Underhåll av cellulär integritet: Den negativa laddningen hjälper till att upprätthålla cellens strukturella integritet genom att locka positivt laddade joner och avvisa negativt laddade joner.
* Reglering av cellulära processer: Den negativa laddningen påverkar aktiviteten hos enzymer, transportörer och andra cellulära komponenter och därigenom spelar en viktig roll i cellulära processer.
Sammanfattningsvis resulterar den negativa laddningen inuti levande celler från en kombination av aktiv jonpumpning, skillnader i jonpermeabilitet och närvaron av negativt laddade makromolekyler. Denna negativa laddning är avgörande för att upprätthålla cellfunktionen och spelar en viktig roll i olika fysiologiska processer.
