De ce avem nevoie să știm ce potențialul restul?
Ce este un „animal de energie electrică“? În cazul în care în organism sunt luate „biotoki“? Ca celulele vii intr-un mediu apos, se poate transforma într-o „baterie electrică“?
- Acestea sunt întrebările pe care le putem răspunde, dacă știm cum celula în detrimentul redistribuire a sarcinilor electrice creează-vă un potențial electric peste membrana.
Cum sistemul nervos? În cazul în care totul începe? În cazul în care este luat de energie electrică pentru impulsurile nervoase?
- Acestea sunt întrebările la care vor fi în măsură să răspundă, dacă știm cum celulele nervoase în sine creează un potențial electric prin membrană.
Deci, înțelegerea modului în care sistemul nervos, care începe cu faptul că trebuie să înțelegem modul în care o celula nervoasa singur - neuron.
Iar la baza neuron este o redistribuire a impulsurilor nervoase sarcini electrice de pe membrană și modificarea acesteia în potențialele electrice. Dar potențialul de a schimba, este necesar să se înceapă să aibă. Prin urmare, putem spune că neuron, pregătirea pentru munca nervos cvoey, creând pe membrana lor potențial electric. ca o oportunitate pentru astfel de lucrări.
Astfel, primul nostru pas în studiul sistemului nervos - este de a înțelege modul în care taxele electrice se deplaseze pe celulele nervoase atât în detrimentul membranei există un potențial electric. În acest fel, vom face, iar noi numim acest proces este apariția potențialului electric în neuroni - formarea potențialului de repaus.
definiție
În mod normal, atunci când celula este gata să lucreze, ea are deja o sarcina electrica pe suprafata membranei. Se numește potențialul de repaus al membranei.
repaus potențial - este o diferență de potențial electric între fețele interioare și exterioare ale membranei atunci când celula este într-o stare de hibernare fiziologică. Valoarea medie este de -70 mV (milivolți).
„Potential“ - aceasta este o oportunitate. este înrudită cu conceptul de „potență“. Potențialul electric al membranei - este posibil ca mișcarea sarcinilor electrice, pozitive sau negative. Rolul încărcat de încărcare a particulelor chimice iasă în afară - ionii de potasiu și sodiu precum calciu și clor. Dintre acestea, numai ionii de clor sunt încărcate negativ (-), iar restul - pozitiv (+).
Astfel, cu potențialul electric, diafragma se poate deplasa într-o celulă sau celule ale ionilor de mai sus.
Este important să se înțeleagă că în sistemul nervos al sarcinilor electrice nu sunt electroni în firele metalice și ioni - particule chimice care au o sarcină electrică. Curentul electric in organism si celulele sale - un flux de ioni, nu electroni, la fel ca în firele. Rețineți, de asemenea, faptul că taxa membranei este măsurată în interiorul celulei, nu din afară.
Vorbind absolut simplu primitively, se pare că în jurul exteriorul celulelor va prevala „semnul plus“, adică, încărcat pozitiv ioni, dar în interior - „minusiki“, adică încărcat negativ ioni. Putem spune că în interiorul celulei electronegativitatea. Și acum avem nevoie doar pentru a explica modul în care sa întâmplat. Deși, desigur, este neplăcut să realizăm că toate celulele noastre - „caractere“ negative. ((
Esența potențialului de repaus - este predominanța laturii interioare a membranei sarcinile electrice negative în formă de anioni, precum și lipsa de sarcini electrice pozitive sub formă de cationi, care se concentrează pe partea sa exterioară, și nu pe interior.
In interiorul celulei - pentru „negativ“, iar la exterior - „pozitiv“.
Această situație se realizează prin intermediul a trei evenimente: (1) Comportamentul membranei. (2) Comportamentul pozitiv al ionilor de potasiu și sodiu, și (3), raportul dintre substanța chimică și energia electrică.
1. Comportamentul membranei
Comportamentul membranei în repaus importanța potențială a trei procese:
1) schimb de ioni de sodiu interni pe exteriorul ionilor de potasiu. afacere de schimb cu structura specială a membranei de transport. pompe de ioni, schimbători. In acest fel, membrana celulară oversaturates de potasiu, dar epuizeaza de sodiu.
2) canale de ioni de potasiu. Deschis Prin intermediul lor, potasiu poate merge fie în cușcă și ieși din ea. Ea vine în principal.
3) Închis canale de ioni de sodiu. Din acest motiv, sodiu, derivat din schimbătoarele de celule nasosmi, nu se poate întoarce la spate. Canalele de sodiu deschise doar în anumite condiții - și apoi potențialul de repaus este perturbată și deplasată spre zero (aceasta se numește depolarizarea membranei, adică scăderea polaritate).
2. Comportamentul ionilor de potasiu și sodiu
ionii de sodiu și potasiu muta în mod diferit prin membrana:
2) Prin canalele de potasiu în mod constant deschis de potasiu în afara celulei, dar poate reveni la ea înapoi prin ele.
3) sodiu „vrea“ să intre în celulă, dar „nu se poate“, deoarece canale sunt închise pentru el.
3. Raportul dintre chimice și energia electrică
În ceea ce privește ionii de potasiu între echilibrul de forță chimică și electrică este stabilită la - 70 mV.
1) chimic forță împinge de potasiu din celulă, dar tinde să strânge sodiu.
2) Rezistența electrică tinde să strânge celula ioni încărcați pozitiv (cum ar fi sodiu și potasiu).
Formarea potențialului de repaus
Încearcă să explice pe scurt, în cazul în care nu potențialul de repaus al membranei in celulele nervoase - neuroni. La urma urmei, după cum știm cu toții acum, celulele noastre sunt pozitive numai in afara, dar în interiorul ei sunt foarte negativ, iar în ele există un exces de particule negative - anioni și lipsa de particule pozitive - cationi.
Și acest lucru este în cazul în care cercetătorii și studenții de așteptare pentru una dintre capcanele logice: electronegativitatea de celule din interior nu se produce din cauza apariției particule negative, care nu sunt necesare (anioni), și vice-versa - din cauza pierderii unei anumite cantități de particule pozitive (cationi).
Și astfel esența acestei povești va fi, nu că vom explica în cazul în care sunt particulele negative în celulă, și că vom explica modul în care neuron primește un deficit de ioni încărcați pozitiv - cationi.
Ceea ce a devenit de celule încărcate pozitiv particule? Să ne amintim că este ionii de sodiu - Na + și K - K +.
Și lucru este că, în membrana celulelor nervoase sunt de lucru în mod constant pompe, schimbătoare. formate de proteine speciale incorporate in membrana. Ce fac ei? Ei schimba „propria“ sodiul celulă la exterior, „străine“ de potasiu. Din acest motiv, celula este în cele din urmă o lipsă de sodiu, care a mers pe un schimb. În același timp, celula devine plin de ioni de potasiu, care nataschili aceste pompe moleculare.
Pentru a face mai ușor de reținut viu putem spune acest lucru: „! Celula iubește potasiu“ (Cu toate ca dragostea adevarata nu poate fi nici o îndoială!) Deci, ea trage de potasiu în sine, în ciuda faptului că și așa mai completă. Prin urmare, este schimburile dezavantajoase la sărurile sale de sodiu, dând 3 ion de sodiu peste ion de potasiu 2. Deci, ea petrece pe schimbul de energie al ATP. Și ce o pierdere! Până la 70% din consumul total de energie al unui neuron poate merge la muncă pompa de sodiu-potasiu. Asta e ceea ce face ca dragostea, să nu chiar reale!
Figurat vorbind, putem spune acest lucru:
Crearea unui potențial de repaus, celula este „încărcat cu dragoste.“
In mod ciudat suficient, dar rezultatul acestor două tipuri de dragoste - gol!
Este această goliciune, creând în cușcă o sarcină electrică negativă - potențialul de repaus. Mai precis, un spațiu negativ sozdayutpustye rămasă potențială de potasiu scăpat din celulă.
Astfel, rezultatul activității pompelor cu membrană de ioni, schimbătoare de căldură, după cum urmează:
1. carență de sodiu (Na +) în celulă.
2. potasiu în exces (K +) in celula.
Se poate spune că pompele cu membrana de ioni a crea o diferență de concentrație de ioni sau cu gradient (diferența) între concentrațiile intracelulare și mediul extracelular.
Este din cauza deficienței de sodiu rezultând în celula este acum „urcare“ același sodiu afară. Deci, se comportă întotdeauna substanțe: ele tind să se egalizeze concentrația lor în întregul volum al soluției.
Și, în același timp, în celula sa transformat ionii de potasiu în exces în comparație cu mediul extern. Deoarece pompele cu membrana se pompează în celulă. Și tinde să se egalizeze concentrația lor în interiorul și în afara, și, prin urmare, tinde să iasă din celulă.
Există încă important să se înțeleagă faptul că ionii de sodiu și de potasiu, așa cum au fost „nu văd“ unii pe alții, ei răspund doar „pe ei înșiși.“ Ie sodiu reacționează la concentrația de sodiu din aceeași, dar „nu acordând o atenție“ la cât de mult potasiu în jurul valorii. In schimb, potasiu reacționează numai la concentrația de potasiu și „ignoră“ sodiu. Se pare că, pentru a înțelege comportamentul ionilor din celula trebuie sa compare individual concentrația ionilor de sodiu și potasiu. Ie este necesar să se compare în mod individual concentrația de sodiu în interiorul și în afara celulelor și separat - concentrația de potasiu în interiorul și în afara celulelor, dar nu are nici un sens pentru a compara sodiu cu potasiu, așa cum se face adesea în manuale.
Conform legii de concentrare de egalizare, care acționează în soluție, sodiu „vrea“ din exterior pentru a intra in celula. Dar nu se poate, pentru că membrana este într-o stare normală de ratări rău. Ea vine un pic și celula lui din nou, apoi schimburi de potasiu externe. De aceea, sodiu in neuroni este întotdeauna în scurt de aprovizionare.
Dar potasiu pur și simplu pot merge cu ușurință afară din cușcă! In celula, este plin, iar ea nu se poate ține. Deci el scapă prin găuri speciale proteinelor membranei (canale de ioni).
Substanța chimică - pentru electric
Și acum - cel mai important, ai grija gânduri exprima! Noi trebuie să se deplaseze de la mișcarea speciilor chimice la mișcarea sarcinilor electrice.
Potasiul este încărcat cu sarcină pozitivă, și așa a ieșit din celulă, scoate la iveală nu numai ei înșiși, ci, de asemenea, un „semn plus“ (sarcini pozitive). În locul lor în celulă sunt „contra“ (sarcini negative). Acesta este potențialul de repaus al membranei!
Odihnindu potențial de membrană - un deficit de sarcini pozitive în celulele formate din cauza scurgerilor din celulele ioni de potasiu pozitive.
concluzie
Componentele potentialului de repaus
Odihnindu potențial - negativ de celule și este format din cel puțin două părți.
1. Prima parte - este de aproximativ -10 milivolți, care sunt obținute din funcționarea schimbătorului scalen pompă cu membrană (deoarece nu mai este de pompare „semnul plus“, cu sodiu, decât înapoi la pomparea de potasiu).
2. A doua parte - este canaliza tot timpul de potasiu mobil, trage sarcinile pozitive din celula. El dă cea mai mare parte a potențialului de membrană, aducându-l până la -70 milivolți.
Potasiul oprire în afara celulei (mai precis, de intrare și de ieșire să devină egală său), nivel numai atunci când celulele din Electronegativitate -90 milivolți. Dar este împiedicată de scurgerea în mod continuu în celula de sodiu, care trage după tarifele lor pozitive. Și într-o cușcă susținută de starea de echilibru la -70 mV.
Deci, este vorba despre membrana pompei de schimbător de sodiu-potasiu și scurgerea ulterioară a celulei „excesul“ de potasiu. Din cauza pierderii de sarcini pozitive în timp ce se scurge în interiorul celulei crește electronegativitatea. Era ea, care este „în repaus potențial de membrană.“ Se măsoară în interiorul celulei și este de obicei -70 mV.
potențial de membrană este formată de cele două procese:
1. Funcționarea pompei de potasiu-sodiu a membranei.
Noua ipoteza de lucru a mecanismului de Na, K-ATPaza este văzut aici: Mecanismul pompei de sodiu-potasiu
Munca pompă de potasiu-sodiu, la rândul său, are două consecințe:
1.1. Direct electrogen (generatoare de fenomene electrice), acțiunea schimbătorului pompei de ioni. Această creație a unui electronegativitate mic intracelulară (-10 mV).
Dă vina pentru această inegalitate schimbul de sodiu pentru potasiu. Sodiu ejectate din celulele intră înaintea schimbului de potasiu. Și cu sodiul îndepărtat și mai mult „semnul plus“ (sarcini pozitive) decât revine, împreună cu potasiu. Există un deficit mic de sarcini pozitive. O membrană în interiorul încărcat negativ (aproximativ -10 mV).
1.2. Crearea premiselor pentru apariția unui electronegativitate mare.
Aceste condiții prealabile - inegale concentrația ionilor de potasiu în interiorul și în exteriorul celulei. Excesul de potasiu gata să părăsească cușcă și să poarte sarcini pozitive de la ea. Acum, noi spunem că de mai jos.
2. Scurgerea de potasiu ioni din celulă.
Din zona de creșterea concentrației intracelulare de ioni de potasiu sunt situate în zona de concentrare redusă în exterior, reunind sarcini electrice pozitive. Există un deficit puternic de sarcini pozitive în interiorul celulei. Ca urmare, membrana suplimentară interior este încărcat negativ (-70 mV).
Pompa de potasiu-sodiu creează premisele pentru apariția potențialului de repaus. Aceasta - diferența de concentrație de ioni între mediul celular interior și exterior. Separat, diferența de concentrație se manifestă prin diferența de concentrație de sodiu și potasiu. O încercare de a egaliza concentrația celulelor de ioni de potasiu determină pierderea de potasiu, pierderea de sarcini pozitive și generează o electronegativitate din interiorul celulei. Aceasta constituie o electronegativitatea mare potențial pokoya.Menshuyu partea sa face ca pompa de ioni directe electrogen, adică predominante pierderile de sodiu în timpul schimbului său de potasiu.