Стр. 156

Рис. 6-9

Надписи на рисунке:

A

1 — МОДЕЛЬ КЛЕТОЧНОЙ МЕМБРАНЫ

2 — Внеклеточное пространство

3 — Цитозоль

4 — канал

4 — канал

4 — канал

4 — канал

B

5 — ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

6 — СНАРУЖИ

7 — ВНУТРИ

C

8 — КОНДЕНСАТОР ИЗ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПЛАСТИН

9 — Заряд

ХХХ — Площадь

ХХХ — СНАРУЖИ

ХХХ — ВНУТРИ

ХХХ — СНАРУЖИ

ХХХ — ВНУТРИ

10 — Расстояние

11 — Диэлектрическая постоянная a

12 — ЛИПИДНАЯ МЕМБРАНА

=============================

Разделение относительно небольшого количества зарядов через ёмкость бислоя поддерживает мембранный потенциал

Мы можем также использовать ёмкость клеточной мембраны, чтобы оценить количество зарядов, которыми мембрана фактически отделяется при генерировании мембранного потенциала. К примеру, рассмотрим сферическую клетку диаметром 10 мкм и с [K⁺]_i 100 мМоль. Эта клетка должна потерять только 0,004% ионов K⁺, чтобы зарядить ёмкость мембраны до напряжения –61,5мВ. Эта незначительная потеря ионов K⁺ совсем мала по сравнению с тотальным ионным составом клетки и практически не влияет на градиенты концентрации. В общем, потенциалы клеточной мембраны имеют очень маленькое разделение зарядов.

Из-за существования мембранной емкости общий мембранный поток имеет два компонента (см. рис. 6-9): один обусловлен током ионов через каналы, а другой —током ионов, когда они заряжают мембранную ёмкость.

Поток ионов прямо пропорционален электрохимической движущей силе (закон Ома)

На рис. 6-10 мы сравнили равновесные потенциалы Na⁺, K⁺, Ca²⁺, и Сl^– с V_m покоя, равным –80 мВ. В обсуждении на рис. 6-7, мы видели, что I_К или I_Na становятся нулевыми, когда V_m равен реверсивному(равновесному) потенциалу, который равен Е_x или ЭДС для данного иона. Когда V_m более отрицателен, чем Е_x, поток является отрицательным, или направленным внутрь клетки, когда же V_m более положителен, чем Е_x, поток положителен и направлен из клетки. Таким образом, ионный поток зависит от разницы между фактическим V_m и Е_x. Фактически ионный поток через данный проводящий путь пропорционален разнице (V_m – Е_x) и константе ионной проводимости (Gx):

Ы Верстка! Вставить уравнение 6-15 стр. 157 РД Ы

(6-15)

Это уравнение просто вновь использует закон Ома (уравнение 6-11). Выражение (V_m – Е_x) часто упоминают в электрофизиологии как напряжение движущей силы. В нашей электрической модели клеточной мембраны (см. рис. 6-9) эта движущая сила представлена разницей V_m и ЭДС батареи для тока каждого иона. Чем больше движущая сила, тем больше наблюдаемый ток. Возвратимся к вольт-амперной кривой (отношению I-V) для ионов K⁺, показанному на рис. 6-7A. Когда V_m более положителен, чем Е_К, движущая сила положительна, что вызывает ток ионов наружу (то есть из клетки). Наоборот, при значении V_m, более отрицательном, чем Е_К, отрицательная движущая сила приводит к току ионов К⁺ внутрь клетки.

На рис. 6-10 стрелками указаны величины и направления движущих сил для различных ионов. При обычном значении потенциала покоя (–80 мВ) движущая сила для ионов Ca²⁺ будет наибольшей из этих четырёх ионов, следующей станет движущая сила для тока ионов Na⁺. В обоих случаях V_m более отрицателен, чем равновесный потенциал, и таким образом положительный ион поступает в клетку. Движущая сила ионов K⁺ незначительна. V_m более позитивен, чем Е_К и таким образом выталкивает ионы K⁺ клетки. В мышце V_m несколько более положителен, чем Е_Cl, и таким образом тянет анион внутрь клетки. Такая же закономерность характерна и для нервных клеток, где V_m немного более положителен, чем Е_Сl, что приводит к поступлению анионов хлора в клетку и способствует ее гиперполяризации. В большинстве других клеток V_m наоборот, более отрицателен, чем Е_Сl, что выталкивает анион из клетки.

Ы! Верстальщик! Вставить рис. 6-10. ИК

Рис. 6-10. Электрохимические движущие силы, действующие на различные ионы. Для каждого иона представлен как равновесный потенциал (например, Е_Na = +67 мВ), так и горизонтальная пластинка, и фактическая движущая сила, воздействующая на ион (например, V_m – Е_Na = –147 мВ), как стрелка, допускающая потенциал покоя V_m = –80 мВ. Значения равновесных потенциалов для Е_К и Е_Cl - те же, что даны для скелетных мышц млекопитающих в табл. 6-1, а также для Е_Cl невозбудимых немышечных клеток.

=============================