БІОЛОГІЧНІ ПОТЕНЦІАЛИ

Генерація і поширення електричних потенціалів - найважливіше явище в живих клітинах і тканинах, яке лежить в основі збудження клітин, регуляції внутрішньоклітинних процесів, м'язового скорочення, роботи нервової системи. Порушення електричних характеристик окремих клітин, нервових волокон, тканин призводить до захворювання.

Рис. 4.30. Співвідношення напрямків потоків іонів Nа+ та К+ та відповідних градієнтів концентрацій, а також градієнти електричного потенціалу при активному транспорті.

Різниця потенціалів між водними фазами по обидва боки мембрани (або мембранний потенціал) виникає внаслідок процесів переносу, тобто процесів пасивного і активного транспорту.

Потенціал спокою - різниця потенціалів між цитоплазмою і навколишнім середовищем у нормально функціонуючій незбудженій клітині, що зумовлена відміною у концентраціях іонів по обидва боки мембрани.

Потенціал дії - різниця потенціалів, що виникає при збудженні клітини і зумовлена зміною проникності мембрани для іонів.

Загальна картина розподілу потенціалів на межах мембрани з водними фазами (внутрішньоклітинній і позаклітинній) подана на рис. 4.31. З цього рисунка випливає існування чотирьох характерних різниць потенціалів:

Рис. 4.31. Зміна електричного потенціалу при наближенні до мембрани і в самій мембрані.

- міжфазний стрибок потенціалу на зовнішній границі мембрани;

- міжфазний стрибок потенціалу на внутрішній границі мембрани;

- різниця потенціалів на границях мембрани;

- мембранний потенціал або різниця потенціалів між водними фазами по обидва боки мембрани.

При цьому

Для симетричної мембрани

тоді

тобто

Міжфазні стрибки потенціалу зумовлені поверхневим зарядом, що його створюють "голівки" фосфоліпідів, та здатністю мембрани пов'язувати іони з навколишньою водною фазою. Спадає потенціал за таким законом:

де - радіус Дебая, що дорівнює тій відстані від границі мембрани, на якій потенціал зменшується в є разів. Радіус Дебая залежить від концентрації іонів у водній фазі і складає приблизно тобто 10% від товщини

мембрани.

Мембрана за своїми електричними властивостями подібна до конденсатора. Потенціал змінюється всередині мембрани приблизно за лінійним законом, тобто напруженість поля є майже сталою величиною:

Походження мембранних потенціалів можна пояснити, виходячи з особливостей розподілу і дифузії іонів з урахуванням їх проникності крізь мембрану.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Активний транспорт	\|	Рівноважний мембранний потенціал Нернста

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.