Membrana potencijale. Diffusion potencijali ćelije

Membrana električnih potencijala Oni postoje u gotovo svim ćelijama organizma. Neke ćelije, kao što su živaca i mišića, može generirati brzo evoluira elektrohemijskih impulse, koji se koriste za prijenos signala duž membrane ovih ćelija. U drugim vrstama ćelija, npr žlezdanih, makrofaga i ciliates, lokalne promjene membranskog potencijala aktivirati mnoge ćelijski funkcije. Ovo poglavlje razmatra membranski potencijal stvara mišićne ćelije i živaca u mirovanju i u aktivnom stanju.

Video: Membrane potencijali - Part 2

difuzija potencijal, zbog razlike u ion koncentracije na obje strane membrane. Koncentracija kalija jona u nervnih vlakana - visoka, ali je izvan - je vrlo niska. Pretpostavimo da u ovom slučaju membrana propušta kalij iona, ali propuštaju druge ione. Zbog velikog koncentracija gradijent postoji snažna tendencija da difuzne iz ćelije kroz membranu velikog broja kalijum iona. U procesu difuzije su duže naizgled pozitivan električnih naboja, što je rezultiralo izvan membrane pozitivno naplaćuje, a iznutra - je negativan, budući da ostaje unutar negativne anjoni difuzijom iz ćelija zajedno sa kalijum iona.

U roku od oko 1 ms razlika potencijali između unutrašnje i vanjske strane membrane, koja se zove difuzija potencijal postane dovoljno velika da blokiraju dalje vani difuzije kalij iona, bez obzira na njihovu visoku koncentraciju gradijent. U sisara nervnih vlakana potrebnih za taj potencijal razlika je oko 94 mV s negativni naboj u vlaknima. Ove joni takođe imaju pozitivan naboj, ali ovaj put vysokopronitsaema membrane jona natrijuma i propušta ione druge. Difuzija pozitivno naelektrisanih jona natrijuma unutar vlakana stvara membranski potencijal suprotnog polariteta u odnosu na membranski potencijal u slici - sa negativnim i pozitivan naboj na vanjskoj strani u.

Kao što je u prvom slučaju, membranskog potencijala za milisekundi postaje dovoljno da se zaustavi širenje jona natrijuma u vlakna. U ovom slučaju, nervna vlakna sisavaca potencijal je oko 61 mV pozitivan naboj unutar vlakana.

Dakle, razlika ion koncentracije kroz selektivno membranu može uzrokovati membranskog potencijala pod odgovarajućim uvjetima. Sljedećim dijelovima ovog poglavlja, pokazujemo da brze promjene membranskog potencijala posmatrano u prijenos živčanih i mišićnih impulsa, nastaju kao posljedica brzih promjena u potencijale difuzije.

Komunikacija difuzija potencijal s tom razlikom koncentracija. Nernst potencijal. Nivo membrane difuzije potencijal koji potpuno zaustavlja ukupne difuzije od iona kroz membranu naziva se Nernst potencijal za ovu ion. Vrijednost Nernstov potencijala određen je odnos specifičnih koncentracija ion na obje strane membrane. Veći ovaj odnos, to je veća sklonost da dovedu do popuštanja iona u jednom pravcu i stoga iznad Nernstov potencijal potrebne za sprečavanje ukupno difuzije. Od Nernstov potencijal može se izračunati za bilo monovalentne ione pri normalnoj temperaturi tijela (37 ° C) pomoću Nernstov izraz slijedi:
EMF (MV) = ± 61 log (koncentracija unutar / izvan Koncentracija), gdje EMF - elektromotorna sila (potencijalna razlika).

Video: elektrotonički potencijala i akcioni potencijali

Pomoću ovog formula potencijalni ekstracelularne tečnosti izvan membrane obično se uzima da je nula, a Nernstov potencijal je potencijal unutar membrane. Osim toga, znak potencijalnih pozitivnog (+) ako diffusible iznutra ka spolja ion je negativan, i negativnog (-) ako ion - pozitivan. Stoga, ako je koncentracija kalija iona unutar pozitivan 10 puta veća od one van, zajednički logaritam od 10 je 1, tako da je potencijal unutra, prema Nernstov izraz, treba da bude jednaka -61 mV.