Posibilitatea de odihnă

Schema experimentului Hodgkin-Huxley este prezentată în Fig. 2.7. În axonul unui calmar cu un diametru de aproximativ 1 mm, plasat în apă de mare, a fost introdus un electrod activ, al doilea electrod (electrod de referință) se afla în apa de mare. La momentul introducerii electrodului, s-a înregistrat un salt în potențialul negativ în interiorul axonului, adică mediul intern al axonului a fost încărcat negativ în raport cu mediul extern.

După cum se indică în secțiunea 2.1.2, potențialul electric al celulelor vii conŃinute este de obicei măsurat în raport cu potenŃialul mediu extern, care se presupune, de obicei, a fi zero. Prin urmare, astfel de concepte ca diferența de potențial transmembranar în repaus, potențial de repaus, potențialul membranei sunt considerate sinonime. De obicei, valoarea potențialului de odihnă variază de la -70 la -95 mV. Conform conceptului de Hodgkin și Huxley, valoarea potențialului de repaus depinde de mai mulți factori, în special selectivitate-tive permeabilitate (selectivă) a membranei celulare pentru diferiți ioni; concentrația diferită a celulelor citoplasmatice ale celulei și a ionilor mediului (asimetrie ionică); munca mecanismelor de transport de ioni activi. Toți acești factori sunt strâns corelați unul cu celălalt și împărțirea lor are o anumită convenționalitate.

S-a stabilit că există o diferență în concentrația ionilor de potasiu în interiorul și în interiorul celulei, în interiorul celulei de ioni de potasiu, de aproximativ 20-50 ori mai mare decât în ​​exteriorul celulei

Diferența de concentrație de potasiu de ioni în interiorul și în afara celulelor și permeabilitatea membranei celulare SEASON-kai ionilor de potasiu oferind dizolvate difuzie curentului ionilor din celulă la exterior și acumularea de ioni pozitivi in ​​exces K + pe partea exterioara a membranei celulare, care contracarează o ieșire suplimentară de K + din celule . Curentul de difuzie al ionilor de potasiu există până când tendința de a se deplasa de-a lungul gradientului de concentrație este echilibrată de diferența de potențial de pe membrană. Această diferență de potențial se numește potențialul de echilibru al potasiului.

potențial Equilibrium (pentru ionul corespunzător Ek) - diferența de potențial dintre celulele interne și lichidul extracelular mediu fin în care intrare și ieșire ionul echilibrat (diferență de potențial chimic este electric).

Diferența potențialului de difuzie transmembranară este calculată din formula Nernst:

unde Ek - potențialul de echilibru, R - constanta gazelor T - temperatura absolută, Z - valenței nona, F - Faraday constantă, Ko și Ki - K + ioni concentrațiile în interiorul și în afara celulelor, respectiv.

Valoarea potențialului membranei pentru valorile concentrației ionilor K +, prezentate în Tabelul. 2.2, la o temperatură de +20 ° C va fi de aproximativ -60 mV. Deoarece concentrația ionilor K + în afara celulei este mai mică decât în ​​interior, Ek va fi negativă.

În repaus, membrana celulară este foarte permeabilă nu numai pentru ionii K +. În fibrele musculare, membrana este foarte permeabilă la ionii SG. În celulele cu o permeabilitate ridicată pentru ionii Cl, de regulă ambii ioni (Cl- și K +) participă în aproape același grad la crearea unui potențial de odihnă.

Este cunoscut faptul că, în orice moment numărul de anioni ai electrolitului este întotdeauna corespunde numărului de cationi (principiul elektroneyt-ralnosti), astfel încât mediul intern al celulei în orice moment de electroneutral. Intr-adevar, in experimentele Hodgkin, Huxley și Katz se deplasează în interiorul electrodului axon a arătat nici o diferență în diferența de potențial trans-membrană.

Deoarece membranele celulelor vii, în grade diferite, toate permeabilă la ioni, este clar că, fără mecanisme spe cial imposibil să se mențină o diferență constantă în concentrație de ioni (asimetrie ionică). În membranele celulare există sisteme speciale de transport activ, care lucrează cu energie și ioni în mișcare împotriva gradientului de concentrație. dovada experimentală a existenței mecanismelor de transport active sunt rezultatele experimentelor în care activitatea ATPase inhibat în diferite moduri, pe exemplu cardiace glicozidică oubain. În acest caz, concentrația de ioni K + a fost egalizată în exteriorul și în interiorul celulei, iar potențialul membranei a scăzut la zero.

Cel mai important mecanism care menține o concentrație intracelulară scăzută de ioni Na + și o concentrație ridicată de ioni K + este pompa de sodiu-potasiu (Figura 2.9). Se știe că în membrana celulară există un sistem de purtători, fiecare dintre care este asociat cu 3 în interiorul celulei cu ioni de Na + și le scoate. Din exterior, purtătorul se leagă de 2 ioni K + din celule, care sunt transferați în citoplasmă. Alimentarea cu energie a sistemelor de vectori este asigurată de ATP. Funcționarea pompei în acest mod conduce la următoarele rezultate.

1. O concentrație ridicată de ioni de K + este menținută în interiorul celulei, ceea ce asigură constanța potențialului de odihnă. Datorită faptului că în timpul unui ciclu de schimb de ioni din celulă se emite un ion mai pozitiv la un ion pozitiv, transportul activ joacă un rol în crearea potențialului de repaus. În acest caz, vorbesc despre o pompă electrogenă. Cu toate acestea, contribuția pompei electrogen la valoarea totală a potențialului de odihnă este de obicei mică și se ridică la câteva milivolți.

2. Concentrația scăzută a ionilor de sodiu în interiorul celulei este menținută, care, pe de o parte, asigură funcționarea mecanismului de generare a potențialului de acțiune, pe de altă parte asigură conservarea osmolarității normale și a volumului celular.

3. Prin menținerea unui gradient stabil de concentrație de Na +, pompa de sodiu-potasiu promovează transportul conjugat de aminoacizi și zaharuri prin membrana celulară.

Astfel, apariția unei diferențe în potențialele transmembranare (repaus potențial) datorită conductibilității termice ridicate a membranei celulare în poziția de repaus pentru ionii K + (pentru celulele musculare și ioni de CI-) pentru concentrațiile de asimetrie de ioni de K + ioni (pentru celulele musculare și pentru Cl ion -), funcționarea sistemelor de transport active care creează și mențin asimetria ionică.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: