5. Ионный состав внутреклеточной среды и межклеточного вещества и мембранный потенциал.

Внутриклеточная среда Внеклеточная среда

Катионы

K+ много мало

Na+ мало много

Ca2+ В основном в связанном виде

Анионы

Cl- мало много

(Aминокислоты)- много мало

Клетка заряжена отрицательно по сравнению с внеклеточной средой. Заряд создают преимущественно анионы крупных белковых молекул. Мембранный потенциал – разность зарядов между наружной и внутренней сторонами мембраны клетки.

6. Природа и значение потенциала покоя клеток. Уравнение Нернста.

Потенциал покоя – мембранный потенциал возбудимой клетки в состоянии покоя. Мембранный потенциал – разность зарядов между наружной и внутренней сторонами мембраны клетки.

Ex – равновесный потенциал для иона х

R – газовая постоянная (8,31 Дж/м К)

T – абсолютная температура, Кельвин (+273С),

F – число Фарадея (96500 Кл/моль)

Z – валентность иона

ПП есть у всех живых клеток и находится в пределах [-100;-50] мВ. Зависит от: диффузии K+ из клетки, диффузии Na+ в клетку, работы Na+/K+-АТФазы.

Первопричина ПП – разность концентраций ионов K+ и Na+ внутри и снаружи нейрона. Эту разность создает работа Na+-К+-насоса. Наличие ПП – результат жизнедеятельности нейрона, совместного функционирования всех биополимеров и органоидов клетки. Расчет ПП по уравнению Нернста: расчет равновесного ионного потенциала калия.

7. Условия возникновения пд. Закон «Все или ничего».

ПД – электрофизический процесс выражающийся в быстром колебании мембранного потенциала покоя вследствие перемещения иона в клетку и из клетки, способный распространяться без декремента. 80-130 мВ. Состояние возбуждения нейрона. Только у возбудимых клеток (нервных и мышечных). Закон «Все или ничего»: В клетках одного типа амплитуда и форма потенциала действия всегда постоянна. Т.е. сила ПД не зависит от величины стимула. ПД возникает, когда стимул превышает порог КУД (критического уровня деполяризации). Суммация возбуждающих стимулов может приводить к ПД. Сами ПД не суммируются.

От уровня ПП до 0: деполяризация (натрий входит в клетку). От ПП до 50% КУД электротоническое возбуждение (без открытия ионных каналов). 0 – Е_ionNa⁺ - 0: инверсия, абсолютная рефрактерность. От 0 до ПП: реполяризация (калий выходит из клетки). ПП – нижняя точка – ПП: гиперполяризация, относительная рефрактерность.

Деполяризация – уменьшение разности потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембраны (уменьшение мембранного потенциала клетки до нуля)

Гиперполяризация – увеличение разности мембранного потенциала

Порог (критический уровень деполяризации) – уровень мембранного потенциала, при котором открываются все натриевые каналы и возникает резкий скачок мембранного потенциала в положительную сторону, то есть возникает ПД.

Реполяризация – возвращение мембранного потенциала клетки к уровню потенциала покоя (как от состояния возбуждения, так и от состояния торможения)