Упрощенная HTML-версия
Лабораторная работа 7
ИЗУЧЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ПОТЕНЦИАЛА ПОКОЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН
Цель работы:
изучить механизмы формирования потенциалов покоя
клеточных мембран.
Обеспечение:
персональный компьютер IBM PC, программа для расче
та потенциалов покоя клеточных мембран на языке Бейсик, таблица зна
чений концентрации ионов К, Na и Cl по обе стороны клеточной мембра
ны для некоторых видов клеток.
Все процессы жизнедеятельности организмов сопровождаются появле
нием в клетках и тканях электрических потенциалов, называемых биопотен
циалами. Элементарным источником биопотенциалов является клетка. Био
потенциалы клетки имеют мембранно-ионную природу и возникают вслед
ствие разницы общих концентраций положительных и отрицательных ионов
по обе стороны клеточной мембраны и диффузии ионов через мембрану.
Благодаря непосредственной связи биопотенциалов с метаболическими
процессами и физиологическим состоянием клеток они являются показате
лем различных изменений в клетках в норме и при патологии. Мембранные
потенциалы подразделяются на потенциалы покоя и потенциалы действия.
Потенциал покоя
Между внутренней (цитоплазматической) и наружной поверхностями
клеточной мембраны всегда существует разность электрических потен
циалов:
Лф = ф - ф .
Стационарная разность электрических потенциа
лов, регистрируемая между внутренней и наружной поверхностями мем
браны в невозбужденном состоянии, называется
потенциалом покоя.
На основании большого экспериментального материала было установле
но, что потенциал покоя является величиной отрицательной, и у разных
клеток имеет значение от 50 до 100 мВ.
Если концентрация какого-либо иона внутри клетки С отлична от кон
центрации этого иона снаружи С и мембрана проницаема для этого иона,
возникает поток заряженных частиц через мембрану, вследствие чего на
рушается электрическая нейтральность системы, образуется разность по
тенциалов внутри и снаружи клетки, которая будет препятствовать даль
нейшему перемещению ионов через мембрану. При установлении равно
весия выравниваются значения электрохимических потенциалов по раз
ные стороны мембраны: и
= и
. Устанавливается равновесный
мемб-
1
1
'
вн
' нар
1
ранный потенциал, который определяется по формуле Нернста: