Мембранный потенциал, его происхождение.
Потенциал покоя (мембранный потенциал) - наличие постоянной разности потенциалов между наружной и внутренней поверхности клеточной мембраны. Амплитуда потенциала покоя в среднем 60-90 мВ.
Наружная поверхность мембраны в покое имеет положительный заряд, внутренняя - отрицательный.
В основе происхождения потенциала покоя лежит мембранно-ионная теория, согласно которой биоэлектрические потенциалы обусловлены:
1) ионной асимметрией (неодинаковая концентрация ионов К, Na, Cl, анионов внутри и вне клетки). Ионная асимметрия поддерживается:
а) за счет свойств ионов (подвижность и конфигурация)
б) за счет свойств мембраны (избирательная проницаемость ионов)
в) Na-K-насос, который перемещаться ионы против концентрационного градиента
2) различной селективной (избирательной) проницаемостью поверхности мембраны. Мембрана:
а) хорошо проницаема для ионов К+
б) плохо проницаема для ионов Na+
в) совсем не проницаема для анионов A-
То есть, потенциал покоя возникает в связи с неравенством ионных концентраций по ту и другую сторону мембраны.
В цитоплазме нервных и мышечных клеток по сравнению с внеклеточным пространством содержится:
- ионов калия в 30-40 раз больше
- ионов натрия в 8-10 раз меньше
- ионов хлора в 30-50 раз меньше
- в большом количестве содержатся органические анионы А (глютамат, аспартат, белки, АК)
Высокая концентрация калия внутри и натрия снаружи обеспечивается КNaнасосом. По мере образования разности потенциалов на мембране диффузия ионов калия будет испытывать затруднения, обусловленное действием электростатических сил.
|
|
|
Равенство сил диффузии и электростатического отталкивание, образующееся при этом: сколько ионов проходит через мембрану в одном направлении под воздействием диффузии, столько же их проходит обратно под воздействием отталкивания.
Современное представление о строении и функции мембран. Ионные каналы мембран, их классификация. Активный и пассивный транспорт веществ через мембрану.
Цитоплазматическая клеточная мембрана состоит из трех слоев: наружного белкового, среднего бимолекулярного слоя липидов и внутреннего белкового. Толщина мембраны 7.5'-10 нм. Бимолекулярный слой липидов является матриксом мембраны. Липидные молекулы его обоих слоев взаимодействуют с белковыми молекулами. погруженными в них. От 60 до 75% липидов мембраны составляют фосфолипиды. 15- 30% холестерина. Белки представлены в основном гликопротеинами. Различают интегральные белки, пронизывающие всю мембрана и периферические, находящиеся на наружной или внутренней поверхности. Интегральные белки образуют ионные каналы, обеспечивающие обмен определенных ионов между вне- и внутриклеточной жидкостью. Они также являются ферментами, осуществляющими противоградиентный перенос ионов через мембрану. Периферическими белками являются хеморецепторы наружной поверхности мембраны, которые могут взаимодействовать
|
|
|
Функции мембраны:
1. Обеспечивает целостность клетки, как структурной единицы ткани.
2. Осуществляет обмен ионов между цитоплазмой и внеклеточной жидкостью,
3. Обеспечивает активный транспорт ионов и других веществ в клетку и из нее
4. Производит восприятие и переработку информации поступающей к клетке в виде химических и электрических
Классификация ионных каналов
1. По избирательности:
а) Селективные, т.е. специфические. Эти каналы проницаемы для строго определенных ионов.
б)Малоселективные, неспецифические, не имеющие определенной ионной избирательности: Их в мембране. небольшое количество.
2. По характеру пропускаемых ионов:
а) каливые
б)натривые
в)кальцивые
г)хлорные
3. По скорости инактивации, т.е. закрывания:
а) быстроинактивируюшиеся, т.е. быстро переходящие в закрытое состояние. Они обеспечивают быстро нарастающее снижение МП и такое же быстрое восстановление.
|
|
|
б) медленноинактирующиеся. Их открывание вызывает медленное снижение МП и медленное его восстановление.
4. По механизмам открывания:
а) потенциалзависямые, т.е. те, которые открываются при определенном уровне потенциала мембраны.
б) хемозависимые, открывающиеся при воздействии на хеморецепторы мембраны клетки физиологически активных веществ (нейромедиаторов. гормонов и т. д).
В настоящее время установлено, что ионные каналы имеют следующее строение:
1 .Селективный фильтр, расположенный в устье канала. Он обеспечивает прохождение через канал строго
определенных ионов.
2.Активационные ворота, которые открываются при определенном уровне мембранного потенциала или действии соответствующего ФАВ. Активационные ворота потенциалзависямых каналов имеется сенсор, который открывает их на определенном уровне МП.
3.Инактивационные ворота, обеспечивающие закрывания канала и прекращение проведения ионов по каналу на определенном уровне МП. Неспецифические ионные каналы не имеют ворот.
Активный транспорт осуществляется с помощью энергии АТФ. К этой группе транспортных систем относятся натрий-калнезый насос, кальциевый насос, хлорный насос.
|
|
|
Пассивный транспорт. Передвижение ионов осуществляется по градиенту концентрации без затрат энергии. Например, вход калия в клетку и выход из неё по калиевым каналам.
Сопряженный транспорт. Противоградиентный перенос ионов без затрат энергии. Например таким образом происходит натрий натриевый, натрий-кальциевый, калий -калиевый обмен ионов. Он происходит за счет разности концентрации других ионов.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 389; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!