лекул усередині клітини.
. Існування в клітинній мембрані систем активного транспорту, «перекачувальних» натрій з клітки, а калій в клітку.
Активний транспорт іонів/іонний насос - механізм, який може переносити іони з клітки або всередину клітини проти концентраційних градієнтів (локалізована в поверхневій мембрані клітини і являє собою комплекс ферментів, що використовують для перенесення енергію, звільнену при гідролізі АТФ ).
Якщо такі невеликі іони, як калій, натрій і хлор, клітинна мембрана легко пропускає, то органічні аніони, наприклад амінокислот і органічних кислот цитоплазми, занадто великі і не можуть пройти через мембрану. У зв'язку з цим в клітці накопичується значний надлишок негативних зарядів (органічних аніонів). Ці заряди перешкоджають проникненню в клітку негативних іонів (хлор), але притягують в неї позитивно заряджені катіони (натрій, калій); проте велика частина надходить в клітку натрію негайно видаляється натрій-калієвих насосом.
Швидке видалення натрію призводить до того, що в клітці накопичується тільки калій, який притягається негативними зарядами органічних аніонів і накачується натрій-каліевимнасосом.
Виборча проникність клітинних мембран.
Мембрани мають іонні канали. Іонні (селективні) канали пропускають певні іони. Залежно від ситуації відкриті ті чи інші канали.
У спокої відкриті калієві, а натрієві - практично всі закриті.
У нервових клітинах завжди працюють насосні механізми, які переносять іони проти градієнта концентрації.
Градієнт концентрації - різниця між концентрацією від меншого до більшого.
Вимірювання клітинних потенціалів.
Між зовнішньою і внутрішньою поверхнею всіх клітин існує різниця потенціалів.
Потенціал спокою варіює від - 40 мВ до - 95 мВ в залежності від особливості тієї чи іншої клітини.
Потенціал спокою нервових клітин звичайно дорівнює від - 30 мВ до - 70 мВ.
. Мембранний потенціал швидко визначають, вимірюючи різницю потенціалів між двома однаковими електродами, один з яких введено в клітку, інший поміщений в омиває її рідину. Електроди з'єднані з підсилювачем, що збільшує амплітуду реєстрованого потенціалу; ця амплітуда визначається за допомогою вимірника напруги типу осцилоскопа.
. Про існування електричного заряду на поверхневій мембрані у фізіології відомо дуже давно, але тільки виявляли його іншим способом - у вигляді так званого струму спокою.
Струм спокою виникає в будь-який живий структурі між пошкодженим її ділянкою і неушкодженою поверхнею.
Якщо перерізати нерв або м'яз, і один електрод прикласти до поперечному розрізу, а інший - до поверхні, з'єднавши їх з гальванометром, то гальванометр покаже струм, який завжди тече від нормальної, неушкодженою поверхні до поперечному розрізу.
Струм спокою і мембранний потенціал - прояв одного і того ж властивості мембрани; причина появи струму спокою полягає в тому, що при пошкодженні клітини фактично виникає можливість з'єднати один електрод з внутрішньою стороною мембрани, а інший - із зовнішнього її поверхнею.
В ідеальних умовах при пошкодженні мала б реєструватися різниця потенціалів=мембранному потенціалу. Цього, як правило, не відбувається, тому що частина струму не йде через гальванометр, а шунтируется по міжклітинних просторах, навколишнього рідини тощо.
Величина трансмембранної різниці потенціалів, яка може бути створена таким процесом, передвіщається рівнянням Нернста:
Еm=((R * T)/F) * ln ([K] вн/[K] нар)
Еm=- 59 * ln ([K] вн/[K] нар)
R - газова постійна.
T - абсолютна температура.
F - число Фарадея.
[K] вн: [K] нар - відношення концентрації калію всередині і зовні клітини.
Концентрація калію зовні - в міжклітинної рідини - приблизно такої в крові. Внутрішньоклітинну концентрацію можна приблизно визначити, користуючись деякими аналітичними прийомами або вимірами за допомогою калій-селективних електродів.
У досвіді виходять трохи менші величини (- 60, - 70 мВ), ніж теоретичні (- 80 мВ), тому мембрана не є пристроєм, идеаль?? про розрізняючим іони.
Іони натрію в невеликій кількості проникають всередину клітини і заряджають внутрішню поверхню мембрани позитивно, створюючи зустрічну різницю потенціалів. Хоча ця різниця незначна, вона може знизити справжню величину мембранного потенціалу.
Умови формування...
