www.wikidata.uk-ua.nina.az
Membra nnij potencia l spoko yu MPS ce riznicya potencialiv mizh zovnishnoyu ta vnutrishnoyu storonami membrani v umovah koli klitina ne zbudzhena Citoplazma klitini zaryadzhena negativno do pozaklitinnoyi ridini cherez nerivnomirnij rozpodil anioniv ta kationiv po dvi storoni membrani Riznicya potencialiv napruga dlya riznih klitin maye znachennya vid 200 do 50 mV minus oznachaye sho vseredini klitina bilsh negativno zaryadzhena nizh zovni Membrannij potencial spokoyu vinikaye na membranah vsih klitin zbudlivih nerviv m yaziv sekretornih klitin i nezbudlivih Uchast natrij kaliyevoyi ATFazi kaliyevih ta natriyevih kanaliv u formuvanni membrannogo potencialu spokoyuMPS neobhidnij dlya pidtrimannya zbudlivosti takih klitin yak m yazovi ta nervovoyi Takozh vin vplivaye na transport vsih zaryadzhenih chastinok u bud yakomu tipi klitin vin spriyaye pasivnomu transportu anioniv iz klitini ta kationiv u klitinu Utvorennya ta pidtrimannya membrannogo potencialu zabezpechuyut rizni tipi ionnih nasosiv zokrema natrij kaliyevij nasos abo natrij kaliyeva ATFaza ta ionnih kanaliv kaliyevi natriyevi hlorni ionni kanali Zmist 1 Reyestraciya potencialu spokoyu 2 Formuvannya potencialu spokoyu 3 Rivnovazhnij potencial 4 Rivnyannya Nernsta 5 Rivnyannya Goldmana 6 Znachennya membrannogo potencialu spokoyu dlya riznih tkanin 7 Rol natrij kaliyevogo nasosu u formuvanni MPS 8 Dzherela 9 PosilannyaReyestraciya potencialu spokoyu Redaguvati Reyestraciya membrannogo potencialu spokoyu Na risunku zliva mikroelektrod ne vvedenij u klitinu i riznicya potencialiv rivna nulyu Pri vvedenni elektroda v klitinu reyestruyetsya napruga u priblizno 70 mVDlya reyestraciyi potencialu spokoyu vikoristovuyut specialnu mikroelektrodnu tehniku Mikroelektrod ce tonenka sklyana trubochka iz vityagnutim kincem diametrom menshe 1 mkm zapovnena rozchinom elektrolitu najchastishe hloridu kaliyu Referntnim elektrodom sluguye sribna hlorovana plastinka rozmishena u pozaklitinnomu prostori obidva elektrodi pid yednani do oscilografa Spochatku obidva elektrodi znahodyatsya u pozaklitinnomu prostori i riznicya potencialiv mizh nimi vidsutnya yaksho vvesti reyestruyuchij mikroelektrod cherez membranu u klitinu to oscilograf pokazhe stribkopodibne zmishennya potencialu priblizno do 80 mV Cej zsuv potencialu nazivayut membrannim potencialom spokoyu 1 Formuvannya potencialu spokoyu Redaguvati Koncentraciyi ioniv K Na Cl ta organichnih anioniv vseredini ta zovni klitiniDo viniknennya membrannogo potencialu spokoyu prizvodyat dva faktori po pershe koncentraciyi riznih ioniv vidriznyayutsya zovni ta vseredini klitini po druge membrana ye napivproniknoyu odni ioni mozhut cherez neyi pronikati inshi ni Obidva ci yavisha zalezhat vid nayavnosti u membrani specialnih bilkiv koncentracijni gradiyenti stvoryuyut ionni nasosi a proniknist membrani dlya ioniv zabezpechuyut ionni kanali Najvazhlivishu rol u formuvanni membrannogo potencialu vidigrayut ioni kaliyu natriyu ta hloru Koncentraciyi cih ioniv vidriznyayuyutsya po dvi storoni membrani Dlya nejrona ssavciv koncentraciya K stanovit 140 mM vseredini klitini i tilki 5mM zzovni gradiyent koncentraciyi Na majzhe protilezhnij 150 mM zovni ta 15 mM vseredini Takij rozpodil ioniv pidtrimuyetsya natrij kaliyevim nasosom u plazmatichnij membrani bilkom sho vikoristovuye energiyu ATF dlya zakachuvannya K u klitinu i vikachuvannya Na iz neyi Takozh isnuye koncentracijnij gradiyent i dlya inshih ioniv napriklad hlorid anionu Cl 2 3 Koncentracijni gradiyenti kationiv kaliyu ta natriyu ce himichna forma potencijnoyi energiyi U peretvorenni ciyeyi energiyi v elektrichnu berut uchast ionni kanali pori sho formuyutsya skupchennyami specialnih transmembrannih bilkiv Koli ioni difunduyut kriz kanal voni perenosyat odinicyu elektrichnogo zaryadu Bud yakij sumarnij ruh pozitivnih abo negativnih ioniv cherez membranu bude stvoryuvati naprugu abo riznicyu potencialiv po dvi storoni membrani Ionni kanali sho berut uchast v utovrenni MPS mayut vibirkovu proniknist tobto dayut mozhlivist pronikati tilki pevnomu tipu ioniv V membrani nejrona u stani spokoyu vidkriti kaliyevi kanali ti sho v osnovnomu propuskayut tilki kalij bilshist natriyevih kanaliv zakriti Difuziya ioniv K cherez kaliyevi kanali ye virishalnoyu dlya stvorennya membrannogo potencialu Cherez te sho koncentraciya K znachno visha vseredini klitini himichnij gradiyent spriyaye vidtoku cih kationiv z klitini tomu v citoplazmi pochinayut perevazhati anioni yaki ne mozhut prohoditi cherez kaliyevi kanali Vidtik ioniv kaliyu iz klitini obmezhenij samim membrannim potencialom oskilki pri pevnomu jogo rivni nakopichennya negativnih zaryadiv u citoplazmi bude obmezhuvati ruh kationiv poza mezhi klitini Takim chinom golovnim faktorom u viniknenni MPS ye rozpodil ioniv kaliyu pid diyeyu elektrichnogo ta himichnogo potencialiv 3 Rivnovazhnij potencial Redaguvati Vstanovlennya rivnovazhnogo kaliyevogo potencialu Vstanovlennya rivnovazhnogo natriyevogo potencialuDlya togo shob viznachiti vpliv ruhu pevnogo ionu cherez napivproniknu membranu na formuvannya membrannogo potencialu buduyut modelni sistemi Taka modelna sistema skladayetsya iz posudini podilenoyi na dvi komirki shtuchnoyu napivproniknoyu membranoyu v yaku vbudovani ionni kanali U kozhnu komirku mozhna zanuriti elektrod i pomiryati riznicyu potencialiv Rozglyanemo vipadok koli shtuchna membrana pronikna tilki dlya kaliyu Po dvi storoni membrani modelnoyi sistemi stvoryuyut gradiyent koncentraciyi analogichnij do takogo u nejroni u komirku sho vidpovidaye citoplazmi vnutrishnya komirka pomishayut 140 mM rozchin hloridu kaliyu KCl u komirku sho vidpovidaye mizhklitinnij ridini zovnishnya komirka 5 mM rozchin KCl Ioni kaliyu budut difunduvati cherez membranu u zovnishnyu komirku po gradiyentu koncentraciyi Ta oskilki anioni Cl pronikati cherez membranu ne mozhut u vnutrishnij komirci vinikatime nadlishok negativnogo zaryadu yakij pereshkodzhatime podalomu vidtoku kationiv Koli taki modelni nejroni dosyagnut stanu rivnovagi diya himichnogo ta elektrichnogo potencialu bude zbalansovana zhodnoyi sumarnoyi difuziyi K ne bude sposterigatis Znachennya membrannogo potencialu sho viinkaye za takih umov nazivayetsya rivnovazhnim potencialom dlya pevnogo iona Eion Rivnovazhnij potencial dlya kaliyu stanovit priblizno 90 mV Analogichnij doslid mozhna provesti i dlya natriyu vstanovivshi mizh komirkami membranu proniknu tilki dlya cogo kationa i pomistivshi u zovnishnyu komirku rozchin hloridu natriyu iz koncentraciyeyu 150 mM a u vnutrishnyu 15 mM Natrij bude ruhatis u vnutrishnyu komirku rivonovazhnij potencial dlya nogo stanovitime priblizno 62 mV Kilkist ioniv sho povinna difunduvati dlya generaciyi elektrichnogo potencialu duzhe nevelika priblizno 10 12 mol K na 1 sm2 membrani cej fakt maye dva vazhlivi naslidki Po preshe ce oznachaye sho koncentraciyi ioniv yaki mozhut pronikati cherez membranu zalishayutsya stabilnimi zovni i vseredini klitini navit pislya togo yak yihnij ruh zabezpechiv utovrennya elektrichnogo potencialu Po druge mizerni potoki ioniv cherez membranu potribni dlya vstanovlennya potencialu ne porushuyut elektronejtralnosti citoplazmi ta pozaklitinnoyi ridini v cilomu rozpodil zaryadiv vidbuvayetsya tilki v dilyanci sho bezposeredno prilyagaye do plazmatichnoyi membrani 4 Rivnyannya Nernsta RedaguvatiRivnovazhnij potencial dlya pevnogo iona napriklad dlya kaliyu mozhna obrahuvati za rivnyannyam Nernsta sho maye takij viglyad E e q K R T z F ln K o K i displaystyle E eq K frac RT zF ln frac K o K i de R universalna gazova stala T absloyutna temperatura po shkali Kelvina z zaryad iona F chislo Faradeya K o K i koncentraciya kaliyu zovni ta vseredini klitini vidpovidno Oskilki opisani procesi vidbuvayutsya za temperaturi tila 310 K a desyatkovimi logarifmami v obchislenni koristuvatis legshe nizh naturalnimi ce rivnyannya peretvoryuyut takim chinom E e q K 61 54 m V lg K o K i displaystyle E eq K 61 54mV lg frac K o K i Pidstavlyayuchi koncentraciyi K u rivnyannya Nernsta otrimuyemo rivnovazhnij potencial dlya kaliyu sho stanovit 90 mV Oskilki za nulovij potencial prijmayetsya zovnishnya storona membrani to znak minus oznachaye sho za umov rivnovazhnogo kaliyevogo potencialu vnutrishnya storna membrani porivnyano bilsh elektronegativna Analogichni obrahunki mozhna provesti i dlya rivnovazhnogo natiyevogo potencialu vin stanovit 62 mV Rivnyannya Goldmana RedaguvatiHocha rivnovazhnij potencial dlya ioniv kaliyu stanovit 90 mV MPS nejrona desho mensh negativnij Cya riznicya vidobrazhaye neznachne ale postijne prohodzhennya ioniv Na cherez membranu u stani spokoyu Oskilki koncentracijnij gradiyent dlya natriyu protilezhnij do takogo dlya kaliyu Na ruhayetsya vseredinu klitini i zsuvaye sumarnij zaryad na vnutrishnij storoni membrani u pozitivnu storonu Naspravdi MPS nejrona stanovit vid 60 do 80 mV Ce znachennya znachno blizhche do EK nizh do ENa tomu sho u stani spokoyu v nejroni vidkrito bagato kaliyevih kanaliv i duzhe malo natriyevih Takozh na vstanvlennya MPS vplivaye ruh ioniv hloru U 1943 roci Devid Goldaman zaproponuvav vdoskonaliti rivnyannya Nernsta tak shob vono vidobrazhalo vpliv riznih ioniv na membarnnij potencial v comu rivnyanni vrahovuyetsya vidnosna proniknist membrani dlya kozhnogo tipu ioniv E m R T F ln P N a N a o P K K o P C l C l i P N a N a i P K K i P C l C l o displaystyle E m frac RT F ln left frac P Na Na o P K K o P Cl Cl i P Na Na i P K K i P Cl Cl o right de R universalna gazova stala T absloyutna temperatura po shkali Kelvina z zaryad iona F chislo Faradeya ion o ion i koncentraciyi ioniv zovni ta vseredini klitin R vidnosna proniknist membrani dlya vidpovidnogo iona Znachennya zaryadu v danomu rivnyanni ne zapisuyetsya ale vono vrahovane dlya hloru zovnishnya i vnutrishnya koncentraciya pominyani miscyami tak yak jogo zaryad 1 Znachennya membrannogo potencialu spokoyu dlya riznih tkanin RedaguvatiPosmugovani m yazi 95 mV Gladenki m yazi 50 mV Astrogliya vid 80 do 90 mV Nejroni 70 mV Rol natrij kaliyevogo nasosu u formuvanni MPS RedaguvatiMembrannij potencial spokoyu mozhe isnuvati tilki za umovi nerivnomirnogo rozpodilu ioniv sho zabezpechuyetsya funkcionuvannyam natrij kaliyevogo nasosu Okrim togo cej bilok robit takozh maye elektrogenni vlastovosti vin perenosit 3 kationi natriyu v obmin na 2 ioni kaliyu sho ruhayutsya vseredinu klitini Takim chinom Na K ATFaza znizhuye MPS na 5 10 mV Prignichennya diyalnosti cogo bilka prizvodit do neznachnogo na 5 10 mV mittyevogo pidvishennya membrannogo potencialu pislya chogo vin she deyakij chas isnuvatime na dosit stabilnomu rivni poki budut zberigatis gradiyenti koncentracij Na ta K Zgodom ci gradiyenti pochnut zmenshuvatis vnaslidok proniknosti membrani do ioniv i cherez kilka desyatkiv hvilin elektrichnij potencial na membrani znikne 2 Dzherela Redaguvati Fiziologiya cheloveka V 3 h tomah T 1 Per s angl Pod red R Shmidta i G Tvresa M Mir 1996 323s il a b Alberts B Johnson A Lewis J Raff M Roberts K Walter P 2007 Molecular Biology of the Cell vid 5th Garland Science ISBN 978 0 8153 4105 5 Arhiv originalu za 22 lipnya 2011 Procitovano 27 travnya 2011 a b Campbell NA Reece JB 2008 Biology vid 8th Benjamin Cammings ISBN 978 0321543257 Arhiv originalu za 3 bereznya 2011 Procitovano 27 travnya 2011 Purves D Augustine JG Fitzpatrick D Hall WC Lamantia AS McNamara JO Williams MS 2004 Neuroscience vid 3rd Sinauer Associates ISBN 978 0878937257 Arhiv originalu za 3 travnya 2011 Procitovano 31 travnya 2011 Kostyuk P G Zima V L Magura I S Miroshnichenko M S amp Shuba M F 2001 Biofizika Kiyiv Oberegi s 544 ISBN 966 513 021 8 nedostupne posilannya z lipnya 2019 Shuba Ya M 2010 Osnovi molekulyarnoyi fiziologiyi ionnih kanaliv navchalnij posibnik dlya studentiv vishih navchalnih zakladiv Ukrayinska Kiyiv Naukova dumka s 89 118 ISBN 978 966 00 1042 0 Arhiv originalu za 29 listopada 2020 Procitovano 18 bereznya 2016 Posilannya RedaguvatiInteraktivna animaciya vid GetBody Smart angl Interaktivna animaciya na studentskomu sajti Life The Science of Biology angl Video pro membrannij potencial spokoyu Arhivovano 8 zhovtnya 2013 u Wayback Machine iz filmu Nervous System Neurons Networks and the Human Brain vid Great Pacific Media angl Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Membrannij potencial spokoyu amp oldid 37213127