Membranpotential
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 31 maj 2021; kontroller kräver 2 redigeringar .Membranpotential , även transmembranpotential eller membranspänning , ibland Nernstpotential - skillnaden i elektrisk potential (elektrisk gradient) som uppstår mellan laddningarna på de inre och yttre sidorna av ett semipermeabelt membran (i ett särskilt fall cellmembran ). När det gäller den inre delen av cellen är de typiska värdena för membranpotentialen för den i intervallet från -40 mV till -80 mV.
Fysiska grunder
Joner och kraften som får dem att röra sig
Elektriska signaler som uppstår inuti biologiska organismer beror på förflyttning av joner [1] . De viktigaste katjonerna för aktionspotentialen är natrium (Na + ) och kalium (K + ) katjoner [2] . Båda dessa envärda katjoner bär samma positiva laddning. Aktionspotentialen kan också involvera kalciumkatjonen (Ca 2+ ) [3] , det är en tvåvärd katjon som bär en dubbel positiv laddning. Kloranjon (Cl- ) spelar en viktig roll i aktionspotentialen hos vissa alger [4] , men den spelar bara en liten roll i aktionspotentialen hos de flesta djur [5] .
Joniska pumpar
En jonpump är ett transportsystem som säkerställer överföringen av en jon med en direkt energiförbrukning trots koncentrationen och elektriska gradienter [6] .
Jonkanaler
Jonkanaler är integrerade membranproteiner , genom vars porer joner kan röra sig från det intercellulära utrymmet in i cellerna och vice versa. De flesta jonkanaler uppvisar hög specificitet (selektivitet) för en enda jon. Till exempel kännetecknas de flesta kaliumkanaler av ett högt selektivitetsförhållande av kaliumkatjoner jämfört med natriumkatjoner i förhållandet 1000:1, även om kalium- och natriumjoner har samma laddning och skiljer sig endast något i radier. Kanalporen är vanligtvis så liten att jonerna måste passera genom den i samma ordning [7] .
Jämviktspotential (Nernst potential) eller reversibel potential
Jämviktspotentialen (eng. jämviktspotential ) för en jon är storleken på den elektriska spänningen på membranet, vid vilken diffusion och elektriska krafter är motsatta varandra, så att det resulterande jonflödet genom membranet är noll på grund av samma flödeshastighet in i och ut ur cellen. Detta innebär att spänningen över membranet exakt kompenserar för diffusionen av joner, så att det totala jonflödet genom membranet är noll. Omkastningspotentialen är viktig eftersom den skapar en spänning som verkar på jonkanalerna, vilket gör dem genomsläppliga för joner.
Jämviktspotentialen för en viss sorts jon betecknas vanligtvis. Potentialen för vilken jon som helst kan beräknas med hjälp av Nernst-ekvationen . Till exempel, den omvända potentialen för kaliumjoner:
var är jonernas jämviktspotential, mätt i volt ; - universell gaskonstant , lika med 8,3144 J / (mol K); är den absoluta temperaturen i kelvin ; - laddningen för de joner som deltar i reaktionen, uttryckt i elementära laddningar , för kaliumjoner är 1; - Faradays konstant , lika med 96 485 C /mol; - extracellulär koncentration av kaliumjoner, mätt i mol / l; - intracellulär koncentration av kaliumjoner, mätt i mol / l.
![{\displaystyle E_{e,\ K^{+}}={\frac {RT}{zF}}\ln {\frac {[K^{+}]_{1}}{[K^{+} ]_{2}}},}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7848b013341bb065dd1fd0e006ae3bb301242ab2)
![{\displaystyle [{K^{+}]}_{1}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c3bee8d8980114419767b59781e476fc2440902b)
![{\displaystyle [{K^{+}]}_{2}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ae83f752176c0b6a3d39864b4db4479d9d33965)
Reversal potential (eng. reversal potential ) är numeriskt lika med jämviktspotentialen. Termen omkastningspotential återspeglar det faktum att när man passerar genom ett givet värde på membranpotentialen, vänds jonflödets riktning.
Vila potential
Graderade värden
Andra betydelser
Effekter och konsekvenser
Anteckningar
- ↑ Johnston och Wu, sid. 9.
- ↑ Bullock , Orkand och Grinnell, s. 140-41.
- ↑ Bullock , Orkand och Grinnell, s. 153-54.
- ↑ Mummert H., Gradmann D. Action potentials in Acetabularia: mätning och simulering av spänningsstyrda flöden // Journal of Membrane Biology : journal. - 1991. - Vol. 124 , nr. 3 . - s. 265-273 . - doi : 10.1007/BF01994359 . — PMID 1664861 .
- ↑ Schmidt-Nielsen , sid. 483.
- ↑ Agadzhanyan N. A., Smirnov V. M. Allmän fysiologi av exciterbara vävnader; jonpumparnas roll i bildandet av vilopotentialen. - 2007. - S. 58.
- ↑ Eisenman G. On the elementary atomic origin of equilibrium joonic specificity // Symposium on Membrane Transport and Metabolism (engelska) / A. Kleinzeller, A. Kotyk, eds .. - New York: Academic Press , 1961. - S. 163 - 179. Eisenman G. Några elementära faktorer involverade i specifik jonpermeation // Proc. 23:e Int. kongr. physiol. Sci., Tokyo (engelska) . Amsterdam: Excerta Med. Funnet., 1965. - S. 489-506.
* Diamond JM, Wright EM Biologiska membran: den fysiska grunden för jon- och icke-ektrolytselektivitet (engelska) // Annual Review of Physiology : journal. - 1969. - Vol. 31 . - s. 581-646 . - doi : 10.1146/annurev.ph.31.030169.003053 . — PMID 4885777 .
 Ordböcker och uppslagsverk | |
|---|---|
| I bibliografiska kataloger |