[an error occurred while processing the directive]

Расчет диффузионного потенциала, когда мембрана проницаема для нескольких различных ионов

Когда мембрана проницаема для нескольких различных ионов, суммарный диффузионный потенциал зависит от трех факторов: полярности электрического заряда каждого иона; проницаемости мембраны (Р) для каждого иона; концентраций (С) соответствующих ионов внутри (i) и снаружи мембраны (о). Формула, которую называют уравнением Гольдмана, или уравнением Гольдмана-Ходжкина-Катца, позволяет рассчитать мембранный потенциал на внутренней стороне мембраны, если она проницаема для 2 одновалентных положительных ионов (Na и К) и 1 одновалентного отрицательного иона СГ.
ЭДС(мВ)=-611о
Рассмотрим это уравнение. Во-первых, ионы натрия, калия и хлора — самые важные ионы, участвующие в генерации мембранных потенциалов нервных и мышечных волокон, а также в нейронах нервной системы. Градиент концентрации каждого из этих ионов по обе стороны мембраны помогает определить величину мембранного потенциала.
Во-вторых, степень вклада каждого из этих ионов в величину мембранного потенциала пропорциональна проницаемости мембраны для этого иона. Так, если мембрана имеет нулевую проницаемость для ионов калия и хлора, мембранный потенциал полностью определя ется только градиентом концентрации ионов натрия, и результирующий потенциал равен потенциалу Нернста для натрия. Это справедливо для любого из двух других ионов, если мембрана избирательно проницаема только для одного из них.
В-третьих, градиент концентрации положительного иона, направленный изнутри наружу, ведет к появлению отрицательного заряда внутри клетки. Это связано с тем, что при более высокой концентрации положительных ионов с внутренней стороны мембраны по сравнению с наружной стороной их избыток диффундирует
наружу. При этом положительные заряды выходят наружу, а не способные к диффузии анионы остаются внутри клетки, создавая электроотрицательность с внутренней стороны мембраны. Если существует градиент для отрицательно заряженного аниона, возникает противополож ный эффект. Например, избыток анионов хлора снаружи ведет к появлению отрицательного заряда внутри клетки, поскольку отрицательно заряженные ионы хлора диффундируют внутрь клетки, оставляя снаружи не способные к диффузии положительные ионы.
В-четвертых, проницаемость натриевых и калиевых каналов подвергается быстрым изменениям во время передачи нервных импульсов, тогда как проницаемость хлорных каналов во время этого процесса существенно не меняется. Следовательно, за передачу сигналов в нервных волокнах ответственны главным образом быстрые изменения натриевой и калиевой проницаемости.



[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]