Другим видом аномальной диффузии является облегченная диффузия, которая связана, как предполагают, также с участием переносчиков
жүктеу/скачать 1.61 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- потенциалом покоя.
- Мембранным потенциалом
| Электронный тип – потенциалы возникают при наличии свободных электронов.
Ионный тип – потенциалы возникают при наличии ионов. Возникновение биологических потенциалов обусловлено неравенством концентрации ионов в системе. В тканях и клетках появляются биопотенциалы: диффузионные, мембранные, фазовые, окислительно-восстановительные. На мембране клетки всегда существует разность потенциалов, то есть электрический потенциал внутри клетки отличается от наружного. Эта разность потенциалов называется потенциалом покоя. Одна из функций клеточной мембраны генерирование потенциала. Именно это явление лежит в основе возбудимости клеток, распространении нервного импульса, мышечного сокращения, рецепции. Потенциалы, регистрируемые в организме в основном мембранные. Мембранным потенциалом называют - разность потенциалов между внутренней (цитоплазматической) и наружной поверхностями клеточной мембраны. В состоянии физиологического покоя регистрируемая разность потенциалов составляет 50-80 мВ . Внутренняя среда электроотрицательна. Потенциал покоя определяется различной концентрацией ионов по обе стороны мембраны и диффузией ионов через мембрану. Именно поэтому возникает поток ионов через мембрану и образуется разность потенциалов клетки. Причина мембранного потенциала - диффузия ионов К+ из клетки наружу. Одной из основных проблем было определение ионного состава внутренней среды. Клетки слишком малы, а между ними всегда имеется межклеточное вещество и жидкость. Только после создания техники микроэлектродов (50-е годы) Ален Ходжкин, Хаксли (Англия) на опытах с уникальной клеткой гигантского аксона кальмара определили ионный состав цитоплазмы и величину потенциала. Оказалось, как и предсказывала мембранная теория, внутри клеток концентрация ионов калия в 30-40 раз выше, чем вне. Поэтому, по градиенту концентрации К+ может выходить из клетки, и это происходит с участием калиевых каналов, часть которых открыта в условиях покоя, и К+ перемещается из цитозоля во внеклеточное пространство. Возникает разность потенциалов, величину определяет формула Нернста: (1) В стационарном состоянии сумма потоков ионов через мембрану равна нулю: (2) хотя потоки отдельных ионов могут быть и отличны от нуля. Так как ионы хлора заряжены отрицательно, то перед потоком ионов хлора ставится знак «-». Используя уравнения плотности потока положительных (K+ и Na+) и отрицательных (Cl-) ионов получаем уравнение потенциала покоя Гольдмана-Ходжкина-Катца: . (3) В состоянии покоя мембранные проницаемости для ионов К+, Na+ и Cl- относятся друг другу как . Так как в покое проницаемость клетки для ионов калия намного больше ее проницаемости для других ионов, то потенциал покоя определяется преимущественно разностью концентраций ионов калия. Поддержание разности концентраций ионов осуществляется при помощи работы ионных насосов, использующих энергию АТФ. К+, Na+ - насос, кроме того, способствует увеличению трансмембранного потенциала, так как выводит три иона натрия, и закачивает в клетку только два иона калия, что увеличивает положительный заряд межклеточной среды, а следовательно, увеличивает потенциал покоя. Увеличение трансмембранной разности потенциалов называется гиперполяризацией, а уменьшение – деполяризацией. В последнем случае может измениться знак внутриклеточного потенциала. Нарушение работы АТФ-азы, которое можно вызвать действием сердечного гликозида уабаина, уменьшает потенциал покоя. К такому эффекту приводит действие различных ядов, увеличивающих проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия. Деполяризацию вызывает также торможение процессов, обеспечивающих в клетке синтез АТФ. При воздействии на клетку какого-либо раздражителя ее трансмембранный потенциал изменяется, возникает так называемый потенциал действия или спайк. Причиной такого колебания потенциала покоя является изменение проницаемости мембраны для натрия, что в свою очередь, вызвано открытием натриевых ионных каналов. Посредством электрических нервных импульсов потенциала действия в живом организме передаётся информация от рецепторов к нейронам мозга и от нейронов мозга к мышцам. Когда чувствительный орган возбуждён, или когда мозг посылает приказ, в соответствующих волокнах можно обнаружить импульсы! Нервное возбуждение начинается с локальной генерации потенциала действия, далее импульс распространяется по нервным аксонам. жүктеу/скачать 1.61 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|