Упрощенная HTML-версия
низкий - ионов натрия, а снаружи клетки - высокий уровень ионов натрия и низкий уровень ионов
калия. Перенос 2K+
внутрь клетки и выброс 3Na+ наружу приводит к переносу одного
дополнительного положительного заряда из цитоплазмы на поверхность мембраны. Поэтому
внутриклеточное содержимое имеет знак "-", а внеклеточное знак "+".
Так как в лабораторной работе используется модельная мембрана (искусственная), то изучить
активный транспорт не представляется возможным, поэтому изучается пассивный транспорт ионов
через мембрану. В лабораторной работе изучается влияние концентрационного и электрического
градиента на плотность потока ионов через мембрану. Для этого измеряется сила тока через
модельную мембрану в результате пассивного транспорта ионов Na и C1" из области большей
концентрации в область меньшей концентрации (влияние концентрационного градиента) под
действием внешнего электрического поля (влияние электрического градиента). Измерив силу тока в
цепи, можно определить плотность потока ионов Na (заряд ионов Na равен заряду ионов Cl" ) через
мембранную перегородку по формуле:
J =
I
Sq
(19.1)
Na+
где
I
- сила тока в цепи;
S
- площадь мембраны;
qNa+
- заряд ионов натрия;
j
- плотность потока
ионов.
В общем случае перенос ионов через мембрану определяется двумя факторами:
неравномерностью их распределения, т.е. градиентом концентрации, и воздействием
электрического поля:
^
dc
dm
J = —D
-
u Z F c
— ,
(19.2)
dx
m
dx
-
уравнение Нернста-Планка
(приводится без вывода), где
J -
плотность потока ионов через
мембрану,
D
- коэффициент диффузии,
D = Um R T
,
u
m
-
подвижность диффундирующих
частиц,
dc
градиент концентрации,
dm
- градиент потенциала,
Z
- заряд иона,
F
-
dx
dx
постоянная Фарадея,
с
- молярная концентрация ионов.
Электрическая схема для измерения потока ионов через модельную мембрану изображена на
рисунке 19.2.
Напряжение на электроды Эл подается от
источника постоянного напряжения U и регулируется с
помощью потенциометра R1 (переменного резистора).
Сила тока в цепи (между электродами Эл,
помещенными в разборную камеру) измеряется
микроамперметром ^А.
4
3
1
3 4
2
6
Рисунок 19.3. Схема разборной
камеры
120