Мембранный потенциал покоя

Общая характеристика и непосредственная причина формирования

Потенциал покоя (ПП) - разность электрических потенциалов между наружной и внутренней сторонами клеточной мембраны. Его

величина в нервных клетках составляет 60-80 мВ. При регистрации ПП луч осциллографа во время прокола мембраны клетки микроэлектродом скачком отклоняется и показывает отрицательный заряд внутри клетки (рис. 3.1).

ПП играет исключительно важную роль в жизнедеятельности самого нейрона и организма в целом. В частности, он составляет основу для переработки информации в нервной клетке, обеспечивает регуляцию деятельности внутренних органов и опорно-двигательного аппарата посредством запуска процессов возбуждения и сокращения в мышце. Согласно мембранно-ионной теории (Бернштейн, Ходжкин, Хаксли, Катц), непосредственной причиной формирования ПП является неодинаковая концентрация анионов и катионов внутри и вне клетки (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Концентрация ионов в аксоплазме гигантского аксона кальмара и в экстрацеллюлярной среде в миллимолях на 1 л

Ионы	Концентрация
внутри клетки	снаружи клетки
K^+ Na ^+ Сl ^- Са ^2+ А ^-	0,4	1,2

Рис. 3.1. Потенциал покоя возбудимой клетки (а) и схема

опыта его регистрации (б). 1 - клетка; 2 - микроэлектрод;

Регистратор

В нейронах концентрация ионов К⁺ внутри клетки в 20-40 раз больше, чем вне клетки; концентрация ионов Na⁺ вне клетки в 10-12 раз больше, чем в клетке. Ионов Сl ^- вне клетки в 10-20 раз больше, чем внутри клетки. В клетке имеется небольшое количество ионов Mg²⁺. Ион Са²⁺ в клетке находится в основном в связанном состоянии с АТФ, цитратом, глутаматом. Резервуаром для ионов Са²⁺ является эндоплазматический ретикулум. В свободном состоянии кальций находится в основном вне клетки; в гиалоплазме его очень мало. Это обусловлено отчасти активным транспортом ионов Са²⁺ наружу через клеточную мембрану, отчасти поглощением его эндоплазматическим ретикулумом и другими органеллами, например митохондриями. В клетке находятся также крупномолекулярные анионы, главным образом это отрицательно заряженные белковые молекулы, например глутамат, аспартат, а также органические фосфаты. Различные ионы распределены неравномерно по обе стороны клеточной мембраны, во-первых, вследствие неодинаковой проницаемости клеточной мембраны для различных ионов, во-вторых, в результате работы ионных насосов, транспортирующих ионы в клетку и из клетки вопреки концентрационному и электрическому градиентам. По поводу определения «проницаемость» и «проводимость» единого мнения пока не сложилось.

Дата добавления: 2015-12-08