Membrana celulară nu numai că conduce curenți ionici, ci acumulează și o încărcătură pe suprafața exterioară sau interioară. Din punctul de vedere al teoriei electricității, separarea sarcinilor pe membrană înseamnă că membrana are proprietățile unui condensator. În general, condensatorul constă din două plăci conductoare separate unul de altul printr-un material izolator; La condensatoarele industriale, plăcile conductoare sunt de obicei realizate din folie metalică, iar stratul izolator dintre acestea este realizat din plastic. În cazul unei celule nervoase, două straturi de lichid sunt situate pe ambele părți ale membranei, iar membrana acționează ca un strat izolator. La încărcarea condensatorului din baterie, una dintre plăci acumulează o încărcare pozitivă, în timp ce pe a doua placă se creează o încărcare negativă egală. Capacitatea condensatorului (C) este determinată de cantitatea de încărcare (Q) stocată pe potențial de volți (V) aplicată plăcilor condensatoarelor: C = Q / V. C este măsurat în coulombii împărțiți la volți, adică în faradele (F). Plăcile mai apropiate sunt una cu cealaltă, cu atât mai eficient capacul este capabil să separe și să acumuleze încărcătura. Deoarece grosimea membranei celulare este de numai 5 nm, este capabilă să acumuleze o încărcare suficient de mare. În mod tipic, capacitatea membranei celulare nervoase este de 1 μF / cm2. Dacă convertim expresia, obținem Q = CV. Când repaus potențial de -80 mV, cantitatea de sarcină negativă în exces pe partea interioară a membranei este (1 x 10-6) x (80 x 10-3) = 8 x 10-8 coulombi împărțit la cm2, corespunzătoare 5 × 1011 ioni monovalenți (0,8 pmol) pe centimetru pătrat al membranei.
Cantitatea de curent care curge în sau din condensator poate fi calculată pe baza de tensiune și raportul de încărcare, având în vedere că actuala (i, în amperi) este viteza schimbării de încărcare în timp, adică, 1 amp = (1 pendant) / (1 s). Deoarece Q = C / V, obținem:
Rata de schimbare a sarcinii pe condensator este direct proporțională cu magnitudinea curentului. Dacă curentul este constant, atunci potențialul va varia cu o viteză constantă dV / dt = i / C.
Raportul de curent și tensiune într-un circuit care conține rezistențe (rezistențe) și condensatoare (condensatoare) conectate în paralel. Un salt rectangular al curentului i atașat la rezistor (R) creează un salt de tensiune peste rezistența lui V = iR. Dacă același salt curent este aplicat condensatorului (C), atunci tensiunea pe condensator se va acumula la o rată de dV / dt = i / C. Când aceste două elemente, rezistorul și condensatorul, sunt conectate în paralel, atunci tot curentul va merge în primul rând pentru a încărca condensatorul la o viteză de i / C; Cu toate acestea, de îndată ce un condensator se acumulează o sarcină, curentul va curge prin rezistor. Odată cu creșterea curentului, din ce în ce mai mult va trece prin rezistență, deoarece viteza de încărcare a condensatorului va scădea treptat. În cele din urmă tot curentul va curge prin rezistor, creând un potențial V = iR pe el, iar condensatorul va fi complet încărcat. La sfârșitul sarcinii actuale, sarcina de la condensator se va disipa treptat pe rezistor, iar tensiunea va reveni la zero. Din experimente pe axon squid poate concluziona că ipoteza exprimată de Bernstein în 1902 a fost aproape de adevar: gradientul transmembranar de potasiu este un important, deși nu singurul factor care afectează potențialul de membrană. Cum poate fi explicată abaterea curbei experimentale din ecuația Nernst? Se pare că pentru aceasta este suficient să se elimine restricția din model, constând în faptul că membrana este impermeabilă la ionii de sodiu. Membrana unei celule reale nu are permeabilitate la sodiu, care este de la 1 la 10% potasiu.
Pentru a lua în considerare rolul permeabilității sodice, să ne îndreptăm spre modelul unei celule ideale și să excludem temporar mișcarea ionilor de clor din câmpul vizual. Potențialul membranei este egal cu potențialul de echilibru al potasiului, astfel încât deplasarea încărcării totale prin membrană este absentă, celula este în repaus. Dacă permeabilitatea la sodiu este acum introdusă în model, sodiul se va strădui să intre în celulă datorită atât gradientului său de concentrație, cât și potențialului membranei. Deoarece sodiul intră pe suprafața interioară a membranei, se acumulează o sarcină pozitivă, iar membrana se depolarizează. Ca urmare, ionii de potasiu sunt în afara echilibrului și încep să părăsească celula. Deoarece depolarizarea membranei crește, forța motrice pentru admisia de sodiu scade, în timp ce forța motrice pentru randamentul de potasiu crește. Procesul continuă până când ambele fluxuri de ioni se echilibrează. În acest moment, schimbarea potențialului membranei încetează, deoarece nu există acumulare de încărcătură. În general, valoarea potențialului membranei este localizată între potențialul de echilibru al potasiului și sodiului și este determinată de echilibrul dintre curenții de potasiu și sodiu, egal în mărime și orientat în direcții opuse.
Structuri complexe de vârstă
Există mai multe cazuri în care structurile de vârstă mai complexe și, prin urmare, mai realiste pot fi descrise folosind modelul McKendrick von Foerster și generalizarea acestuia. Nu vom încerca să rezolvăm problemele.
porins
Porinii formează pori care funcționează ca site moleculare, mediând difuzia moleculelor hidrofile mici prin membrana exterioară a bacteriilor gram-negative. Greutatea moleculară a porinelor variază de la 28.000 la 48.000.
Principiul astrologic al proserpinei
„Pitagoreicii și alte școli de filozofie au crezut că o singură natură divină a lui Dumnezeu se manifestă în Trinitatea Tată, mamă și copil. Aceste trei componente ale familiei lui Dumnezeu trăiesc în creație. Pentru ei, simbolul este poziția 47th.
Trimiteți-le prietenilor: