Ion помпи и трансмембранен йонни градиенти

Почивка потенциал - потенциала на мембрана възбудими клетки (неврони, кардиомиоцити) в спокоен глас състояние. Той представлява електрическа потенциална разлика, съществуващи върху вътрешните и външните страни на мембраната и е в топлокръвно от -55 до -100 тУ [1]. В неврони и нервни влакна обикновено -70 мВ.

Възниква поради разпространението на отрицателно заредени хлоридни йони от околната среда в цитоплазмата на клетките в процеса на създаване на осмотични ravnovesiya.Aniony органични киселини, неутрализиране на заряда на калиеви йони в цитоплазмата не може да избяга от клетката, но йони хлор, чиято концентрация в цитоплазмата е малък в сравнение с околната среда дифундира в цитоплазмата, докато те създават електрически заряд започва да балансират градиент концентрация в клетъчната мембрана.

Към мембраната потенциална разлика се поддържа, е необходимо да има някаква разлика в концентрацията на различни йони в и извън клетката.

Използвайте уравнението Нернст може да се изчисли потенциал равновесие трансмембранен за К +. който определя стойността на ПП. Но не покой потенциална стойност съвпада с EK +, тъй като тя също така включва създаването на натриеви и хлорни йони, или по-скоро, техни равновесни потенциали.

След това бе показано, че основният принос към потенциала почивка прави навън калиев поток, който се осъществява чрез специфични протеини канали - DC калиеви канали. В покой, калиеви канали отворени и натриевите канали се затварят. Калиеви йони от клетки чрез градиента на концентрация, създаване на външната страна на мембраната излишък положителните заряди на; където отрицателните заряди остават върху вътрешната страна на мембраната. Някои (малки) допринесе за създаването на покой потенциал и прави работата на така наречените "калиев-натриев помпа", която се образува от специална мембрана ензим - натриев калиев АТРаза.

покой потенциал в повечето неврони от порядъка на -60 тУ - -70 мВ. В клетки, които не са възбудими тъкани на мембраната има потенциална разлика е различна за различни клетки и тъкани на организми.

Образуване на потенциала на покой

PP се формира на два етапа.

Първа стъпка: създаването на незначително (-10 мВ) негативизъм в клетката поради асиметричния неравно обмен Na + до К + в съотношение 3. 2. Като резултат, клетката оставя по-положителните заряди с натриев отколкото се връща към нея с калий. Тази функция работи натрий калий помпа извършване на обмен на йони през мембраната с ATP разходите за енергия, тя осигурява електрогенен.

Резултати от дейността на мембрана помпи йонни обменители в първата стъпка за генериране на ПП са както следва:

1. недостатъчност натриеви йони (Na +) в клетката.

2. Излишък от калиев йон (К +) в клетката.

3. появата на слаб мембрана електрически потенциал (-10 мВ).

Втора стъпка: създаването на значително (-60 мВ) негативизъм в клетката поради течове от него чрез йони мембранни К +. К + калиеви йони напускат клетката и носят от нея положителни заряди, с което отрицателен до -70 мВ.

По този начин потенциала на покой на мембраната - недостиг на положителни електрически заряди в клетката, възникващи в резултат на изтичане на калиев го йони положително действие и електрогенен натриев калиев помпа.

Ion помпи (помпа) - цялостни протеини, които осигуряват активния транспорт на йони срещу градиент на концентрация. Енергийна транспорт е енергията на АТР хидролиза. Разграничаване Na + / K + помпа (изпразва от клетката в замяна на Na + от К +), Са ++ помпа (помпа на Са ++ клетки), СГ помпа (изпразва клетки от Cl -).

В резултат на йонни помпи са създадени и се поддържа от трансмембранни йонни градиенти: • концентрацията на Na +, Са ++, CI - вътре в клетката е по-нисък от границата (в междуклетъчната течност); • K + концентрация в клетките е по-висока, отколкото навън.

йонни канали

Йонните канали - цялостни протеини, които осигуряват пасивен транспорт на йони за определяне на градиент на концентрация. Пренос на енергия е разликата в концентрацията на йони от двете страни на мембраната (трансмембранен йон градиент).

Неселективните канали имат следните свойства: • преминал всички видове йони, но пропускливостта на К + йони е значително по-висока отколкото за другите йони; • са винаги отворени.

Селективните канали имат следните свойства: • позволява само един вид йони; за всеки тип йонни канали, има свой собствен вид; • може да бъде в една от 3 държави: затворен, активен, инактивиран.

Селективно пропускливост се осигурява селективно канал селективен филтър, който е образуван от един пръстен на отрицателно заредени кислородни атоми, който се намира в най-тясната част на канала.

за състоянието на канала е предвиден механизъм операция промяна стробиране, който съдържа две протеинови молекули. Тези протеинови молекули, така наречените активирането inaktivatsionnye порти и врати, променя конформацията могат да се припокриват йонен канал.

В покой, портата активиране е затворен, inaktivatsionnye порта отворен (затворен канал) (фиг. 3). Действието на порталната система активиране порта отворен сигнал и започва транспортирането на йони през канал (канал се активира). Когато значителна деполяризация на клетъчната мембрана inaktivatsionnye вратата се затваря и спира транспортирането на йони (инактивиран канал). Когато се възстановяват нивото на MP канал се връща към първоначалния си (затворен) състояние.

Механизмът на образуване на потенциала на покой

Остатъчен потенциал на мембрана се образува главно поради изхода на К + от клетката чрез неселективни йонни канали. Теч на клетки положително заредени йони води до факта, че вътрешната повърхност на клетъчната мембрана е отрицателно заредена с отношение към външната.

Мембранен потенциал в резултат на изтичане на K +. наречен "равновесие потенциал калий" (ЕК). Тя може да бъде изчислена в привеждането в съответствие на Нернст

където R - е универсална газова константа, Т - температура (Келвин), F - брой на Фарадей [К +] NAR - К + йон концентрация извън клетката, [К +] вътр - концентрацията на К + йони в клетките.

PP, като правило, е много близо до реанимацията, но не точно равен на него. Тази разлика се обяснява с факта, че неговия принос за формирането на ПП направите:

• доставяне в клетката и Na + Cl- чрез неселективни йонни канали; където предоставянето в клетката СГ допълнително hyperpolarizes мембраната и доставката Na + - допълнително го деполяризира; тези йони допринасят за образуването на PP е ниска, тъй като не-селективни пропускливост канали за Na + и СГ 2,5 и 25 пъти по-ниски, отколкото за К +;

• директен ефект електрогенен Na + / К + йони помпа произтичащи когато йон помпа работи асиметрично (броят извършва в клетката К + йони не е равен на броя на Na + йони пренасят от клетката).

Действието на слабите (подпрагови) импулси на електрически ток в клетката се развива electrotonically потенциал. Electrotonically потенциал (VC) - изместване на потенциала на клетъчната мембрана, причинени от постоянен електрически ток. ES клетки имат пасивен отговор на електрически стимули; състояние йонен канал и транспорт на йони не се променя. ЕР не прояви физиологичните реакции на клетката. Затова ЕП не е развълнуван.

Действието на силна подпрагова ток промяна настъпва през продължителен MP - местно otvet.Lokalny отговор (N) - активен клетъчен отговор за електрическо стимулиране, обаче, състоянието на йонните канали и транспортни йони този начин се променя малко. LO не проявяват забележимо физиологична реакция клетка. LO нарича местно възбуждане. тъй като това не се отнася вълнението на мембраните на възбудимите клетки.

Прагът на действие и надпрагов ток разработен в потенциала на клетката действие (AP). PD се характеризира с това, че стойността на MP клетки намалява много бързо до 0 (деполяризация) и след това на мембранния потенциал става положителна стойност (+ 20 ... + 30 тУ), т. Е. вътрешната страна на мембраната е положително заредена спрямо външната. Тогава стойността MP бързо се връща към първоначалното си ниво. Силна деполяризация на клетъчната мембрана по време на PD води до развитието на физиологичен прояви възбуждане (свиване, секреция, и др.). PD нарича разпространение възбуждане. защото, възникнали в една област на мембраната, тя бързо се разпространява във всички посоки.

Механизмът на развитие PD е практически еднаква за всички възбудими клетки. Електрически свързващ механизъм и физиологични прояви на възбуждане варира за различните видове възбудими клетки (двойка от възбуждане и свиване двойка от възбуждане и секреция).