Ионный состав внутриклеточной и внеклеточной среды, основные электрохимические и электрические силы, определяющие движение ионов через мембрану клетки в состоянии покоя

Основу мембраны составляет двойной слой молекул липидов, в котором расположены многочисленные молекулы белков. Одни белки находятся на поверхности липидного слоя, другие пронизывают оба слоя липидов насквозь. Специальные белки образуют тончайшие каналы, по которым внутрь клетки или из нее могут проходить ионы калия, натрия, кальция и некоторые другие ионы, имеющие небольшой диаметр. Однако более крупные частицы через мембранные каналы пройти не могут.

При разделении в пространстве отрицательных и положительных ионов возникает разность потенциалов, которая измеряется в вольтах.

Силы, определяющие движение ионов, в пространстве:

1. Электростатические – противоположно заряженные частицы притягиваются, одинаково заряженные - отталкиваются

2. Электрохимические – возникают из-за разности концентрации ионов и вызывают:

диффузию – движение ионов через полупроницаемую мембрану

осмос – движение раствора из района с высокой концентрацией в район с низкой концентрацией

3. Гидростатические – гравитационные силы, препятствующие осмосу.

Сочетание этих сил приводит к установлению динамического равновесия в клеточной среде.

Электрические процессы в клетках обусловлены неравномерным распределением ионов по обе стороны клеточной мембраны.

Разница в концентрации ионов во внеклеточном и внутриклеточном пространстве создается благодаря избирательной проницаемости мембраны (некоторые ионы проходят через мембрану легче других)