Membránový potenciál. Difúzna potenciály buniek

Membránové elektrické potenciály Existujú v podstate vo všetkých bunkách tela. Niektoré bunky, ako je napríklad nervov a svalov, môže vytvárať rýchlo sa rozvíjajúce elektrochemické impulzy, ktoré sú používané na prenos signálov pozdĺž membránach týchto buniek. V iných typoch buniek, napr. Infekčná, makrofágy a nálevníky, lokálne zmeny v membránových potenciálov tiež aktivovať mnoho bunkových funkcií. Táto časť popisuje membránový potenciál vygenerovaný svalovými bunkami a nerv v pokoji a v aktívnom stave.

Video: membránový potenciál - časť 2

difúzny potenciál, v dôsledku rozdielu v koncentrácii iónov na oboch stranách membrány. Koncentrácia iónov draslíka v nervových vlákien - vysoká, ale vonkajšie - je veľmi nízka. Predpokladajme, že v tomto prípade membrány priepustnej pre draselné ióny, ale nepriepustné pre iné ióny. Vzhľadom k veľkému koncentračného gradientu existuje silný sklon difundovať von z bunky cez membránu veľkého množstva draselných iónov. V procese rozširovania znášajú navonok kladné elektrické náboje, čo vedie vo vonkajšej membráne je pozitívne nabitá, a vnútorné - negatívne, pretože zostáva v negatívnej anióny difundovať z buniek spolu s iónmi draslíka.

Počas asi 1 ms rozdielu potenciály Medzi vnútornej a vonkajšej strany membrány, ktorý sa nazýva difúzna potenciál bude dostatočne veľký, aby blokovať ďalšie vonkajšie difúziu iónov draslíka, aj napriek ich vysokú koncentráciu gradientu. V cicavčích nervových vlákien, potrebných pre tento potenciálny rozdiel je približne 94 mV s negatívnym nábojom vo vláknach. Tieto ióny sú tiež kladný náboj, ale tentoraz vysokopronitsaema membrány pre ióny sodíka a nepriepustné pre iné ióny. Difúzia pozitívne nabitých iónov sodíka vnútri vlákna vytvára membránový potenciál opačnej polarity v porovnaní s membránového potenciálu na obrázku - s negatívne a pozitívne náboje na vonkajšej strane.

Rovnako ako v prvom prípade, membránový potenciál pre milisekunda stane postačujúce pre zastavenie šírenia sodíkových iónov do vlákna. V tomto prípade je nervové vlákna cicavcov potenciál asi 61 mV kladný náboj vnútri vlákna.

To znamená, že rozdiel koncentrácia iónov cez selektívne priepustné membrány môže spôsobiť, že membránový potenciál za vhodných podmienok. V nasledujúcej časti tejto kapitoly, ukazujeme, že rýchle zmeny v membránových potenciálov pozorovaných v prenose nervových a svalových impulzov, dochádza v dôsledku rýchlej zmeny difúznych potenciálov.

komunikácia difúzia potenciál s tým rozdielom koncentráciou. Nernst potenciál. Úroveň membránového difúzneho potenciálu, ktorý úplne zastaví celkový difúzie z iónu cez membránu, sa nazýva Nernstův potenciál tohto iónu. Hodnota potenciálu Nernstova je určený pomerom špecifických koncentrácie iónov na oboch stranách membrány. Čím väčší je tento pomer, tým väčšia je tendencia k difúziu iónov v jednom smere, a teda nad potenciálom Nernstova potrebné, aby sa zabránilo celkovej difúziu. Z potenciálnych Nernstův môže vypočítať pre všetky monobázových iónov pri normálnej telesnej teplote (37 ° C) s použitím rovnice Nernstovej uvedenú nižšie:
EMF (mV) = ± 61 log (koncentrácia vnútorný / vonkajší Koncentrácia), kde emf - elektromotorické sila (rozdiel potenciálov).

Video: electrotonic potenciály a akčné potenciály

použitím tejto vzorec Potenciálny extracelulárnej tekutiny von z membrány sa zvyčajne považuje za nulové, a Nernstův potenciál je vnútri membrány. Okrem toho, znamenie potenciálu pozitívny (+), ak difúzie dovnútra, aby sa vonkajší iónu je záporná, a negatívne (-) v prípade, ion - pozitívne. Preto, v prípade, že koncentrácia iónov draslíka vnútri pozitívne 10 krát väčšia, než je vonkajšie spoločný logaritmus 10 je 1, takže potenciálny vnútri, podľa Nernstovej rovnice, by mala byť rovná -61 mV.