Мембраналық потенциалды сақтаудағы белсенді тасымалдың ролі. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

Мембраналық тыныштық потенциалы

Жасушалардың тыныштық мембраналық потенциалы жасуша түріне байланысты өзгереді, нейрондардың тыныштық потенциалы әдетте -50 -75 мВ аралығында болады. Бұл мән ашық иондық каналдар түрлеріне және жасушаішілік және жасушадан тыс сұйықтықтағы әртүрлі иондардың шоғырлануына байланысты болады. К + нейрондарында және органикалық аниондар, әдетте, жасуша мембранасының ішінде жоғары концентрацияда, ал Na + және Cl- жасуша мембранасының сыртында жоғары концентрацияларда кездеседі.

Концентрациядағы айырмашылық иондық каналдар ашық болған кезде, градиент концентрациясын қамтамасыз етеді, ағып өтуіне мүмкіндік береді. Тыныштық потенциал кезінде нейрондардың көпшілігі K +, Na + және Cl- өткізгіштігі бар, сондықтан, төмен концентрация градиенттері арқылы өтеді, K + жасушадан шығып, Na + және Cl жасушаға өтеді. Алайда, жасуша K + ді өткізуге қабілетті, К+ ионы жасушаға өте тез өте алады, өйткені, тыныш мембраналық потенциалға әсер етеді және K + мәні тепе-теңдік потенциалына жақын (ион үшін концентрациялық градиент тепе-тең болатын мембрана потенциалы) үш ионды құрайды.

Бұл концентрация градиенттері белсенді тасымалдау арқылы Na + / K + ATPase әсерімен қамтамасыз етіледі, бұл өз кезегінде мембраналық потенциалды сақтауға мүмкіндік береді

Сурет 1 - Тыныштық мембраналық потенциалды орнатуға қатысатын иондарды, сонымен қатар ион концентрациясы градиенттерінің бағытын көрсететін диаграмма.

Әрекет потенциалының туындауы

Тыныштық кезінде мембраналық потенциал туындайды, өйткені мембрана K + иондарын таңдамалы түрде өткізеді. Аксон төбесінде деполяризация нәтижесінде әрекет потенциалы басталады. Деполяризация кезінде кернеумен жабылған натрий иондарының каналдары электр қоздырғышының әсерінен ашылады. Натрий клеткаға қайта оралған кезде оң натрий иондары жасуша ішіндегі зарядты теріс мәннен оңға дейін арттырады.

Егер шекті мәнге жетсе, онда әрекет потенциалы жасалады. Әрекет потенциалы шекті деңгейге жеткенде ғана пайда болады, өйткені олар «барлығы немесе ештеңе» деп сипатталады. Егер шекті мәнге жетсе, максималды жауап шығарылады.

Клетка деполяризациядан кейін кернеулі натрий иондарының каналдары жабылады. Жасушаның ішіндегі көтерілген оң заряд калий каналдарының ашылуына әкеледі, K + иондары электрохимиялық градиентті жасушадан шығарады. К + жасушадан шыққан кезде мембраналық потенциал түсіп, тыныштық потенциалына жақындай бастайды.

Әдетте, реполяризация қалпына келтірілген мембрана потенциалынан асып түседі, бұл мембрана потенциалын теріс етеді. Бұл гиперполяризация деп аталады. Na + / K + ATPase әрекеттестік потенциалынан кейін реполяризация процесіне қатыспайтынын ескерген жөн.

Әрбір әрекет потенциалы кейіннен рефракторлы кезеңімен аяқталады. Бұл кезеңді одан әрі абсолютті рефракторлы не периодтық рефракторлы кезеңге бөлуге болады. Бұл кезең натрий каналдары кіру нүктесінен, кейін жабылғаннан кейін, олар белсенді емес күйге енеді, оны мембраналық потенциалға қарамастан қайта ашуға болмайды. Бұл абсолютті рефракторлы кезеңі ретінде белгілі.

Жайлап натрий каналдары инактивациядан шығады. Бұл салыстырмалы сыну кезеңі ретінде белгілі. Осы кезеңде нейрон әдетте ЖҚ бастауға қажет болғаннан гөрі күшті қоздырғыштармен қозуы мүмкін. Салыстырмалы рефракциондық кезеңнің басында қажет болатын ынталандыру күші өте жоғары және біртіндеп ол салыстырмалы рефракционды кезең ішінде азаяды, өйткені көп натрий каналдары инактивациядан қалпына келеді.

Әрекет потенциалының таралуы

Әрекет потенциалы жергілікті токтар арқылы нейрондардың аксондары бойымен таралады. Деполяризациядан кейінгі жергілікті ағым көршілес аксональды мембрананың деполяризациясына әкеледі және ол шекті деңгейге жеткенде одан әрі әсер ету потенциалы пайда болады. Жақында деполяризацияланған мембрананың облыстары рефракторлы кезеңіне байланысты қайтадан деполяризация болмайды, яғни әсер ету потенциалы тек бір бағытта жүреді.

Бұл жергілікті токтар шекті деңгейге жетпейінше зарядтың төмендеуіне әкеледі. Бұл қашықтық мембрананың сыйымдылығы мен кедергісіне байланысты:

Мембрананың сыйымдылығы - зарядты сақтау мүмкіндігі, төмен сыйымдылық сыйымдылық шегі жетпегенге дейін үлкен қашықтыққа әкеледі

Мембранаға төзімділік - иондық каналдардың санына байланысты, соғұрлым көп каналдар ашық болады. Жоғары мембраналық кедергі шекке жетпес бұрын үлкен қашықтыққа алып келеді

\