Физиология Лекции Равновесие
|
|
|
|
Вопрос 5. Значение ионов в формировании мембранного потенциала
1. Роль электрохимического равновесия в формировании мембранного потенциала Мембранный потенциал или потенциал покоя - разность потенциалов, которая регистрируется трансмембранным способом в состоянии относительного физиологического покоя. В состоянии покоя ионы К+ выходят из клетки на наружную поверхность клеточной мембраны по градиенту концентрации (диффузия ионов) - пассивный транспорт. Под влиянием ионов К+ на наружной поверхности увеличивается положительный заряд. Ионы Cl- диффундируют внутрь клетки. Таким образом положительный заряд на поверхности клетки еще более увеличивается, а внутри - уменьшается. Ионы Nа+ проникают внутрь клетки в небольших количествах, в основном они накапливаются на наружной поверхности клеточной мембраны и увеличивают положительный заряд. Анионы органических соединений (А-) из-за больших размеров не проникают через клеточную мембрану, таким образом в состоянии покоя - снаружи поожительный заряд, а внутри - отрицательный (по отношению к наружной поверхности). Это состояние поляризации. С помощью рансмембранного способа регистрируется разность потенциалов, которая и является мембранным потенциалом. Мембранный потенциал равен - 60-90 мВ.
Вывод: мембранный потенциал за счет разности концентрации ионов, поэтому мембранный потенциал - концентрационный потенциал. Ионы К+ выходят из клетки до тех пор, пока не будет достигнуто электрохимическое равновесие по К+. Электрохимическое равновесие - момент равенства двух сил: 1-я - сила диффузии, 2-я - сила электростатического взаимодействия (отталкивания).
Значение электрохимического равновесия:
1) обеспечивает относительно постоянный мембранный потенциал;
2) обеспечивает постоянную концентрацию ионов по обе стороны клеточной мембраны.
2. Доказательство калиевой природы мембранного потенциала Это доказательство было получено Ходжкиным, Хаксли, Катцем. В опыте был использован гигантский аксон кальмара. Из него отсосали аксоплазму и поместили в физиологический раствор. В результате сделан вывод, что основная роль в возникновении мембранного потенциала принадлежит ионам К+. Мембранный потенциал - калиевый потенциал.
3. Значение других потенциалообразующих ионов в возникновении мембранных потенциалов Если рассматривать значение других потенциалобразующих ионов в возникновении мембранного потенциала, то большая роль принадлежит ионам Cl-, незначительная - ионам Са2+ и Nа+.