Kalvopotentiaali
Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 31.5.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .Kalvopotentiaali , myös transmembraanipotentiaali tai kalvojännite , joskus Nernst-potentiaali - sähköpotentiaalin ero (sähkögradientti), joka esiintyy puoliläpäisevän kalvon (tietyssä tapauksessa solukalvon ) sisä- ja ulkopuolen varausten välillä. Mitä tulee kennon sisäosaan, sen tyypilliset kalvopotentiaalin arvot ovat välillä -40 mV - -80 mV.
Fyysiset perustat
Ionit ja voima, joka saa ne liikkumaan
Biologisten organismien sisällä esiintyvät sähköiset signaalit johtuvat ionien liikkeestä [1] . Tärkeimmät toimintapotentiaalin kationit ovat natrium- ( Na + ) ja kalium (K + ) -kationit [2] . Näillä molemmilla yksiarvoisilla kationeilla on sama positiivinen varaus. Aktiopotentiaali voi sisältää myös kalsiumkationin (Ca 2+ ) [3] , se on kaksiarvoinen kationi, jossa on kaksinkertainen positiivinen varaus. Kloorianionilla (Cl- ) on tärkeä rooli joidenkin levien toimintapotentiaalissa [4] , mutta sillä on vain pieni osuus useimpien eläinten toimintapotentiaalissa [5] .
Ionic pumps
Ionipumppu on kuljetusjärjestelmä, joka varmistaa ionin siirron suoraan energiankulutuksella pitoisuudesta ja sähkögradienteista huolimatta [6] .
Ionikanavat
Ionikanavat ovat integroituja kalvoproteiineja , joiden huokosten kautta ionit voivat siirtyä solujen välisestä tilasta soluihin ja päinvastoin. Useimmilla ionikanavilla on korkea spesifisyys (selektiivisyys) yhdelle ionille. Esimerkiksi useimmille kaliumkanaville on tunnusomaista kaliumkationien korkea selektiivisyyssuhde natriumkationeihin nähden suhteessa 1000:1, vaikka kalium- ja natriumioneilla on sama varaus ja ne eroavat vain vähän säteiden suhteen. Kanavan huokos on yleensä niin pieni, että ionien täytyy kulkea sen läpi samassa järjestyksessä [7] .
Tasapainopotentiaali (Nernst-potentiaali) tai palautuva potentiaali
Ionin tasapainopotentiaali (eng. equilibrium potencial ) on kalvolla olevan sähköjännitteen suuruus, jossa diffuusio ja sähkövoimat ovat vastakkaisia toisiaan vastaan niin, että tuloksena oleva ionivirta kalvon läpi on nolla samasta syystä. virtausnopeus soluun ja sieltä ulos. Tämä tarkoittaa, että jännite kalvon yli kompensoi tarkasti ionien diffuusiota, joten kokonaisionivirta kalvon läpi on nolla. Kääntöpotentiaali on tärkeä, koska se luo jännitteen, joka vaikuttaa ionikanaviin, mikä tekee niistä ioneja läpäiseviä.
Tietyn ionin tasapainopotentiaalia merkitään yleensä . Minkä tahansa ionin potentiaali voidaan laskea käyttämällä Nernstin yhtälöä . Esimerkiksi kalium-ionien käänteinen potentiaali:
missä on ionien tasapainopotentiaali voltteina mitattuna ; - yleinen kaasuvakio , yhtä suuri kuin 8,3144 J /(mol K); on absoluuttinen lämpötila kelvineinä ; - reaktioon osallistuvien ionien varaus alkuainevarauksina ilmaistuna kaliumioneille on 1; - Faradayn vakio , 96 485 C /mol; - kalium-ionien solunulkoinen pitoisuus, mitattuna mol / l; - kaliumionien solunsisäinen pitoisuus, mitattuna mol / l.
![{\displaystyle E_{e,\ K^{+}}={\frac {RT}{zF}}\ln {\frac {[K^{+}]_{1}}{[K^{+} ]_{2}}},}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7848b013341bb065dd1fd0e006ae3bb301242ab2)
![{\displaystyle [{K^{+}]}_{1}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c3bee8d8980114419767b59781e476fc2440902b)
![{\displaystyle [{K^{+}]}_{2}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ae83f752176c0b6a3d39864b4db4479d9d33965)
Kääntymispotentiaali (eng. kääntöpotentiaali ) on numeerisesti yhtä suuri kuin tasapainopotentiaali. Termi kääntöpotentiaali kuvastaa sitä tosiasiaa, että kulkiessaan tietyn kalvopotentiaalin arvon läpi ionivirran suunta kääntyy.
Lepopotentiaali
Asteiset arvot
Muut merkitykset
Vaikutukset ja seuraukset
Muistiinpanot
- ↑ Johnston ja Wu, s. 9.
- ↑ Bullock , Orkand ja Grinnell, s. 140-41.
- ↑ Bullock , Orkand ja Grinnell, s. 153-54.
- ↑ Mummert H., Gradmann D. Action potentiaalit Acetabulariassa: jänniteohjattujen vuotojen mittaus ja simulointi // Journal of Membrane Biology : päiväkirja. - 1991. - Voi. 124 , nro. 3 . - s. 265-273 . - doi : 10.1007/BF01994359 . — PMID 1664861 .
- ↑ Schmidt-Nielsen , s. 483.
- ↑ Agadzhanyan N. A., Smirnov V. M. Kiihtyvien kudosten yleinen fysiologia; ionipumppujen rooli lepopotentiaalin muodostumisessa. - 2007. - S. 58.
- ↑ Eisenman G. Tasapainoionispesifisyyden alkeisatomialkusta // Symposium on Membrane Transport and Metabolism (englanti) / A. Kleinzeller, A. Kotyk, toim.. - New York: Academic Press , 1961. - S. 163 - 179. Eisenman G. Jotkut spesifiseen ionien läpäisyyn liittyvät perustekijät // Proc. 23rd Int. Congr. fysiol. Sci., Tokio (englanniksi) . Amsterdam: Excerta Med. Found., 1965. - s. 489-506.
* Diamond JM, Wright EM Biologiset kalvot: ionien ja ei-ektrolyyttien selektiivisyyden fyysinen perusta (englanniksi) // Annual Review of Physiology : Journal. - 1969. - Voi. 31 . - s. 581-646 . - doi : 10.1146/annurev.ph.31.030169.003053 . — PMID 4885777 .
 Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
|---|---|
| Bibliografisissa luetteloissa |