акачує 2 іона калію в клітину проти електрохімічного градієнта зазначених іонів. Основна функція натрію-калію насоса - підтримка відмінності концентрацій іонів натрію і калію по обидві сторони плазматичної мембрани. p align="justify"> У стані спокою проникність плазматичної мембрани для іонів калію значно перевищує проникність мембрани для іонів натрію. У нервових клітинах співвідношення проникності відповідних іонів становить 1:0,04. p align="justify"> Цей факт дає можливість пояснювати існування мембранного потенціалу спокою.
Іони калію прагнуть залишити клітку через їх високої внутрішньої концентрації. При цьому переміщення через мембрану внутрішньоклітинних аніонів через їх великі розміри не відбувається. Незначне надходження іонів натрію всередину клітини також не компенсує вихід іонів калію назовні, тому що проникність мембрани в спокої для іонів натрію мала. p align="justify"> Отже, зовні клітина набуває додатково позитивний заряд і всередині залишається надлишок негативного заряду.
Дифузія калію через мембрану - процес обмежений. Іони калію, що проникають через мембрану, створюють електричне поле, яке затримує дифузію інших іонів калію. У міру виходу з клітки калію електричне поле наростає і, в кінцевому підсумку, напруженість досягає такого значення, коли потік калію через мембрану припиняється. Стан, при якому потік іонів по їх концентраційному градієнту врівноважується мембранним потенціалом, називається станом електрохімічного рівноваги іонів. Величина такого мембранного потенціалу рівноваги визначається рівнянням Нернста (при цьому вважають, що мембрана проникна тільки для одного виду іонів):
В
- універсальна газова постійна, T - термодинамічна температура, z - електричний заряд іона, F - постійна Фарадея, [K +] i та [K +] o - внутрішньоклітинна і позаклітинна концентрації іонів калію відповідно.
Обчислення, засновані на рівнянні Нернста, вказують, що внутрішня і зовнішня концентрація іона хлору також відповідає стану електрохімічного рівноваги, але концентрація натрію далека від рівноваги з мембранним потенціалом мембрани.
Рівняння Нернста показує, що концентраційний градієнт іонів калію визначає величину мембранного потенціалу спокою тільки в першому наближенні. Розраховані величини мембранного потенціалу збігаються з експериментально отриманими тільки при високій концентрації калію поза клітини. p align="justify"> Більш точна величина мембранного потенціалу спокою може бути обчислена з рівняння Гольдмана-Ходжкіна, в якому враховуються концентрації і проникність мембрани для трьох основних іонів всередині-і позаклітинної рідин:
В
Також у підтримці мембранного потенціалу спокою бере участь безпосередньо натрій-калій насос, викачуючи три іона натрію з клітини і закачуючи лише два іона калію. В результаті мембранний потенціал спокою стає більш негативним, ніж...
