Пресметување на потенцијалот на дифузија. Мерење на клеточната мембрана потенцијал

Видео: Невроните Предавање 4 - Мембрана

Кога мембрана е пропустлив за неколку различни јони, вкупниот потенцијал дифузија зависи од три фактори: на поларитетот на електрична задолжен за секој iona- (2) Мембрана пропустливост (P) за секоја iona- (3) концентрација (C) на соодветните јони во (i) и надвор од мембрана (o) . Формулата од Goldmana равенката или равенката Голдман-Hodgkin-Кац, овозможува да се пресмета потенцијалот на мембрана на внатрешната страна од мембраната, ако тоа е пропустлив за две едновалентен позитивни јони (Na + и K +) и една негативна едновалентен јонски Cl-. Белешки (mV) = -61 • log (CNaiPNa + CKI + Pk + Ccli + PCL) / (CNa0PNa + CK0 + Pk + Ccl0 + PCL).

Сметаат дека оваа равенка. Прво, натриум, калиум и хлор - најважната јони кои се вклучени во производство на мембрана потенцијали на нервни и мускулни влакна, како и во невроните на нервниот систем. градиент концентрацијата на секоја од овие јони од двете страни на мембрана помага да се одреди износот на мембранскиот потенцијал.

Второ, степенот на придонесот на секој од овие јони во потенцијал на мембраната е пропорционална на големината на пропустливоста на мембраната за овој јон. Така, ако на мембрана има нула пропустливост на калиум и хлор јони, потенцијалот за мембрана е целосно утврдува само со концентрација градиент на натриум јони и како резултат на потенцијал е потенцијал Nernst за натриум. Ова важи и за било кој од другите две јони ако мембрана селективно порозни само на еден од нив.

Трето, позитивен градиент јонска концентрација насочени од внатре кон надвор, што доведува до појава на негативен полнеж во рамките на клетката. Ова се должи на фактот дека во повисоки концентрации на позитивни јони во внатрешноста на мембраната во однос на надворешната страна на нивните вишокот дифундира надвор. Во овој случај позитивни полнежи се наоѓа однадвор, а не се во можност да се дифузни анјони остане во внатрешноста на клетката, создавајќи електронегативност од внатрешната страна на мембраната. Ако постои градиент за негативно наелектризирани анјон, спротивен ефект се случува. На пример, вишокот на хлор анјони води кон надвор од негативен полнеж во рамките на ќелијата, бидејќи негативно наелектризирани јони хлор дифундираат во ќелијата, оставајќи надвор не е способен за позитивни јони дифузија.

Четврто, пропустливост на натриум и калиум канали се подложува на брзите промени во текот на преносот на нервните импулси, со оглед на пропустливост на хлорид каналот нема да се промени значително во текот на овој процес. Затоа, за пренос на сигнали во нервни влакна се одговорни главно брзите промени на натриум и калиум пропустливост.

Видео: потенцијални одмор

Мерење на клеточната мембрана потенцијал

Методот на мерење на потенцијалот на мембрана теоретски едноставен, но неговото спроведување во пракса често е тешко, поради малата големина на повеќето од влакна. мембраната на клетката е прободен преку пипета и тоа се вбризгува во влакна. Од друга електрода, наречен рамнодушен наоѓа во екстрацелуларната течност, и со соодветна волтметар за мерење на потенцијалот разликата помеѓу внатрешните и надворешните страни на мембрана. На волтметар е високо софистицирани електронски уред кој Ви овозможува да се измери многу мал напон, и покрај исклучително висока отпорност на електрична струја врвот микропипета, чиј дијаметар - помалку од 1 микрон, и отпорност - над 1 милион оми. За откривање на брзи промени во мембрански потенцијал во преносот на нервните импулси microelectrode е поврзан со осцилоскоп.

Видео: Мајкл Сакс (Мајкл Zaks) нелинеарна динамика. Предавање # 5

На долниот дел на слика го покажува вредноста на електричен потенцијал, мери во било која точка во мембраните на нервните влакна или неговиот (лево кон десно на сликата). Додека електрода се наоѓа надвор од мембраната на нервните влакна, регистри нула потенцијал што одговара на потенцијалот на екстрацелуларната течност. Потоа, кога минува низ електрода снимање во промените на напонот зона на клеточната мембрана (т.н. електричен дипол слоеви) капацитет нагло се намалува на -90 mV. За време на движење на електрода преку потенцијална вредност на влакна центар останува константа на -90 mV, но се враќа на нула во моментот на поминување низ електрода мембрана на спротивната страна на растителни влакна.

дека негативно наелектризиран мембрана од внатре, да се транспортираат надвор позитивни јони во количина доволна само да се развие електричен дипол слој во самата мембрана. Сите други јони во нервните влакна, и може да биде позитивен или негативен. Како резултат на тоа, да се утврди големината на нормален потенцијал за одмор на -90 mV во рамките на нервните влакна низ мембрана треба да помине многу мал број на јони, т.е. за 1/3000000 - 1/100000000 вкупниот број на позитивни полнежи во влакна. Соодветно на тоа, движењето како мал број на позитивни јони од надвор во влакна може да обезбеди промена (пресврт) на потенцијалот на -90 mV до +35 mV за помалку од 1/10000 сек.