Потенциал покоя и действия в живой клетке.

Диффузионный потенциал.

при контакте двух растворов разных концентраций

 растворенное вещество диффундирует в раствор с меньшей концентрацией

диффундируют и катионы, и анионы

если диффузия катионов и анионов разная, то возникает две волны ионов

в итоге, менее концентрированный раствор приобретает заряд быстрых ионов

    более концентрированный раствор приобретает заряд медленных ионов

возникает диффузионный потенциал

диффузионный потенциал сохраняется пока идет разноскоростная диффузия

возникшее электрическое поле будет усреднять скорость движения ионов

значение диффузного потенциала:

- диффузный потенциал возникает в гальванических элементах

диффузный потенциал уменьшает эдс

для ускорения движения ионов в гальванических элементах применяют мостики с раствором KCl

особенность ионов K⁺ и Cl^- – одинаковая скорость диффузии в растворах

- диффузный потенциал возникает при повреждении клеток,

когда при повреждении мембран возникает контакт р-ров разных концентраций

Мембранный потенциал

при контакте двух растворов разных концентраций, разделенных проницаемой мембраной,

 растворенное вещество диффундирует в раствор с меньшей концентрацией

диффундируют и катионы, и анионы

если мембрана полупроницаема и задерживает диффузию или катионов, или анионов,

 то один раствор приобретает заряд ионов, которые прошли через мембрану,

другой раствор приобретает заряд ионов, которые не прошли через мембрану

внутренняя поверхность мембраны приобретает один потенциал, наружная поверхность – другой потенциал

разность потенциалов на мембране есть мембранный потенциал

причина мем­бранного потенциала - неравномерное распределение ионов по обе стороны полупроницаемой мембраны

возникшее при этом электрическое поле будет препятствовать дальнейшей диффузии ионов

ПР: мембранный потенциал у клетки

мембрана клетки не пропускает ионы К⁺, Na⁺

в покое концентрация ионов К⁺ внутри клетки приблизительно в 35 раз больше, чем снаружи

концентрация ионов Na⁺ вне клетки примерно в 10 раз больше, чем внутри

в покое заряд ионов внеклеточного в-ва 0, заряд ионов цитоплазмы (-)

мембранный потенциал в покое, в невозбужденном состоянии, клетки - потенциал покоя ПП

мембранный потенциал при возбуждении клетки - потенциал действия ПД

модель мембранного потенциала в клетке - концентрационный элемент Нернста

 

 

разность потенциалов в элементе Нернста рассчитывают по уравнению Нернста

        , где R - универсальная газовая постоянная,

              Т - абсолютная температура,

              F - число Фарадея,

              n – заряд переносимого иона через мембрану,

              с - концентрация ионов в растворах

для клетки имеет значение концентрации ионов К⁺, Na⁺, Сl^-

эти концентрации – результат движения ионов ч/з мембрану из клетки и в клетку

движение ионов ч/з мембрану характеризуют коэффициенты проницаемости ионов

у клетки в покое коэффициенты проницаемости ионов К⁺, Na⁺, Сl^- соотносятся р_K:р_Na:р_Сl=1:0,04:0,45

Гольдман-Ходжкин-Катц рассчитали мембранный потенциал по проницаемости ионов К⁺, Na⁺, Сl^-

                                , где р - коэффициенты проницаемости ионов

 

 

неравномерное распределе­нии ионов К⁺, Na⁺, Сl^- между внутренней и наружной поверхностями мембраны - 

 причина возникновения потенциала покоя ПП.