Физико-химические механизмы возникновения потенциала покоя
Мембранный потенциал (или потенциал покоя) – это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностью мембраны в состоянии относительного физиологического покоя.
Потенциал покоя возникает в результате двух причин:
- Неодинакового распределения ионов по обе стороны мембраны. Внутри клетки находится больше всего ионов К, снаружи его мало. Ионов Nа и ионов Сl больше снаружи, чем внутри. Такое распределение ионов называется ионной асимметрией.
- Избирательной проницаемости мембраны для ионов. В состоянии покоя мембрана неодинаково проницаема для различных ионов. Клеточная мембрана проницаема для ионов К, малопроницаема для ионов Nа и непроницаема для органических веществ.
За счет этих двух факторов создаются условия для движения ионов. Это движение осуществляется без затрат энергии путем пассивного транспорта – диффузией в результате разности концентрации ионов.
Ионы К выходят из клетки и увеличивают положительный заряд на наружной поверхности мембраны, ионы Сl пассивно переходят внутрь клетки, что приводит к увеличению положительного заряда на наружной поверхности клетки.
Ионы Nа накапливаются на наружной поверхности мембраны и увеличивают ее положительный заряд. Органические соединения остаются внутри клетки. В результате такого движения наружная поверхность мембраны заряжается положительно, а внутренняя – отрицательно.
Движение ионов продолжается до тех пор, пока не уравновесится разность потенциалов на мембране, т. е. не наступит электрохимическое равновесие.
Момент равновесия зависит от двух сил:
- Силы диффузии.
- Силы электростатического взаимодействия.
Значение электрохимического равновесия:
- поддержание ионной асимметрии;
- поддержание величины мембранного потенциала на постоянном уровне.
В возникновении мембранного потенциала участвуют сила диффузии (разность концентрации ионов) и сила электростатического взаимодействия, поэтому мембранный потенциал называется концентрационно-электрохимическим.
Для поддержания ионной асимметрии электрохимического равновесия недостаточно. В клетке имеется другой механизм – натрий-калиевый насос.
В клеточной мембране имеется система переносчиков, каждый из которых связывает три иона Nа, которые находятся внутри клетки, и выводит их наружу. С наружной стороны переносчик связывается с двумя ионами К, находящимися вне клетки, и переносит их в цитоплазму. Энергия берется при расщеплении АТФ.
Работа натрий-калиевого насоса обеспечивает: высокую концентрацию ионов К внутри клетки, т. е. постоянную величину потенциала покоя; низкую концентрацию ионов Nа внутри клетки, т. е. сохраняет нормальную осмолярность и объем клетки, создает базу для генерации потенциала действия; стабильный концетрационный градиент ионов Nа, способствуя транспорту аминокислот и сахаров.
- Физиология голода, аппетита, жажды, насыщения
- Физиология пищеварительного центра
- Механизмы регуляции процессов всасывания
- Механизмы всасывания углеводов, жиров и белков
- Механизм всасывания воды и минеральных веществ
- Физиология всасывания
- Механизм работы сфинктеров
- Регуляция моторной деятельности желудочно-кишечного тракта
- Моторная деятельность желудочно-кишечного тракта
- Оформление отчета по практике по ГОСТу 2021/2022
- Оформление ВКР по ГОСТу
- Как составить бизнес-план своими силами
- Оформление эссе по ГОСТу
- Оформление презентации по ГОСТу
- Оформление статьи по ГОСТу
- Оформление дипломной работы по ГОСТ 2021/2022
- Оформление курсовой работы по ГОСТу
- Оформление контрольной работы по ГОСТу