84592

Потенціал спокою, його параметри, механізми походження та фізіологічна роль

Доклад

Биология и генетика

Формула Нернста для розрахунку величини ПС: де R універсальна газова стала T абсолютна температура F число Фарадея [K і] концентрація іонів К в клітині [K е] концентрація іонів К поза клітиною. Особливостями проникності мембрани клітини в стані спокою вона проникна для іонів К та непроникна для іонів N. Цей білок на внутрішній поверхні мембрани розщеплює АТФ на АДФ та фосфат й використовує енергію що виділилась на транспортування трьох іонів N з клітини та двох іонів К в клітину. Отже за рахунок роботи НКН...

Украинкский

2015-03-19

49.49 KB

2 чел.

Потенціал спокою, його параметри, механізми походження та фізіологічна роль.

Потенціал спокою (ПС) – різниця потенціалів між зовнішньою та внутрішньою поверхнями мембрани збудливої клітини, що знаходиться в стані спокою.

Формула Нернста для розрахунку величини ПС: , де

R – універсальна газова стала, T – абсолютна температура, F – число Фарадея, [K+ і] – концентрація іонів К+ в клітині, [K+ е] – концентрація іонів К+ поза клітиною.

Механізм формування ПС пов’язаний з:

  1.  Наявністю в мембрані клітини механізмів активного транспорту речовин – натрій-калієвий насос. Він створює градієнт концентрації усередині та поза клітиною.
  2.  Особливостями проникності мембрани клітини в стані спокою – вона проникна для іонів К+ та непроникна для іонів Na+.

Найбільш важливим для створення та підтримання ПС є натрій-калієвий насос (НКН). Структурною одицею НКН є Na/К-транспортний білок, що являє собою АТФазу. Цей білок на внутрішній поверхні мембрани розщеплює АТФ на АДФ та фосфат й використовує енергію, що виділилась на транспортування трьох іонів Na+ з клітини та двох іонів К+ в клітину. Тобто в сумі з клітини за один цикл виділяється один позитивний заряд (150-600 за секунду). Таким чином, НКН є електрогенним (створює електричний струм через мембрану), але й може бути електронейтральним, коли на один іон транспортованого Na+ припадає один іон К+. Отже, за рахунок роботи НКН створюється та підтримується градієнт концентрації іонів К+ та іонів Na+ усередині та поза клітиною, а саме 145 ммоль/л іонів Na+ зовні та 12 ммоль/л всередині, 4 ммоль/л іонів К+ зовні та 155 ммоль/л всередині. Отже, концентрація іонів калію усередині клітини в 40-50 разів більша, чим поза нею, а концентрація іонів натрію, навпаки, в 10 разів менша. Варто підкреслити, що сумарна концентрація аніонів усередині та поза клітиною однакова.

Проникність мембрани для іонів визначається станом каналів мембрани. Стан каналів визначається станом їх воріт, які можуть бути відкритими (тоді через канал по градієнту концентрації можуть рухатися іони) та закритими. Канали мембрани є селективними, тобто, пропускають одні іони та не пропускають, або дуже погано пропускають інші іони. В стані спокою мембрана збудливої клітини проникна для іонів К+ (відкриті калієві канали) та непроникна для іонів Na+ – майже всі натрієві канали закриті. Це є причиною того, що іони К+ виходять з клітини через калієві канали по градієнту концентрації, а аніони Na+ зайти в клітину не можуть, хоча є градієнт концентрації. Іони К+, виходячи з клітини, виносять позитивний заряд на зовнішню поверхню мембрани. Крупномолекулярні органічні аніони залишаються в клітині й зумовлюють негативний заряд на внутрішній поверхні мембрани.

МЕТОДИ РЕЄСТРАЦІЇ ПС

ПОЗАКЛІТИННИЙ

метод пошкодження

ВНУТРІШНЬОКЛІТИННИЙ

мікроелектродний

При реєстрації ПС методом пошкодження об’єктом дослідження є який-небудь орган, наприклад, скелетний м’яз. Його пошкоджують шляхом розрізу та прикладають електроди до пошкодженої та непошкодженої поверхонь. Стрілка гальванометра при цьому відхиляється. Це говорить про наявність різниці потенціалів між пошкодженою поверхнею м’яза (аналог внутрішньоклітинного середовища) та її непошкодженою поверхонею (аналог зовнішньої мембрани).

При внутрішньоклітинному методі реєстрації об’єктом дослідження є окрема клітина, яку поміщають в плазму чи фізіологічний розчин. Там знаходиться один реєструючий електрод. Другий електрод (мікроелектрод) обережно вводиться усередину клітини. До проколу мембрани промінь осцилографа іде по нульовій лінії  між електродами немає різниці потенціалів. В момент проколу мембрани промінь приладу різко відхиляється від 0 у негативну частину системи координат і протягом годин може перебувати на такому рівні.

Внутрішньоклітинна реєстрація ПС дає змогу оцінити його параметри:

1. Полярність – те, що в момент проколу промінь відхиляється у негативну сторону, говорить про те, що внутрішня поверхня мембрани клітини заряджена негативно відносно зовнішньої.

2. Величина – ступінь відхилення променя від нуля, відповідає величині ПС. Величина ПС збудливих клітин складає 70-90 мВ. Варто наголосити, що величина ПС оцінюється по модулю, без врахування знака!

3. Сталість у часі – якщо, на клітину не діють які-небудь фактори, то ПС не змінюється (промінь йде паралельно нульовій лінії).

Так як величина ПС оцінюється по модулю, то деполяризацією називають будь-яке зменшення величини ПС, а гіперполяризацією – його збільшення.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70206. Расчёт и проектирование фундаментов различного заложения 1.9 MB
  В процессе производства буровых работ подземные воды вскрыты скважинами на глубине 5,30 м от поверхности земли на абсолютной отметке 135,30 м. Максимально высокое положение уровня воды следует ожидать в весеннее время. Подземные воды являются слабоагрессивными.
70207. Проектирование застройки жилого комплекса в климатических условиях г. Новосибирска 525.5 KB
  Приобретение навыков: обоснования минимальной мощности и проектирования структуры организационной системы по осуществлению программы жилищного строительства; проектирования директивного графика строительства объектов в реальном масштабе времени, т.е. с учетом влияния климатических факторов...
70209. Основные понятия экологии. Экосистема - основная функциональная единица в экологии 152 KB
  Окружающая среда совокупность компонентов природной среды земля недра почвы поверхностные и подземные воды атмосферный воздух растительный и животный мир и иные организмы а также озоновый слой атмосферы и околоземное пространство природных и природно-антропогенных объектов...
70211. Техногенні та природні процеси порушення умов життя 155.5 KB
  Відповідно до причин походження подій що можуть зумовити виникнення надзвичайних ситуації на території України розрізняються: Таблиця 1 Класифікація надзвичайних ситуацій Надзвичайні ситуації Техногенного походження Природного походження Соціальнополітичного походження Воєнного походження...
70212. Kryminalistyka a jej wybrane elementy 723 KB
  Kształtowanie przedmiotu nauki kryminalistyki ma pewny historyczny aspekt, treść którego przed ten czas składa dyskusyjny problem. Przedmiot dowolnej nauki rozwija się, doskonalą się jego treść i metody w odpowiedniości do ogólnego gromadzenia naukowych wiedz i socjalnych warunków rozwoju społeczeństwa.