АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Биоэлектрические потенциалы

Читайте также:
  1. Демографический и трудовой потенциалы
  2. Научный и научно-технический потенциалы
  3. Научный, научно-технический и инновационный потенциалы
  4. СТАНДАРТНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
  5. Термодинамические функции и потенциалы.
  6. Электродные потенциалы.

Биоэлектрический потенциал – это разность потенциалов между двумя точками живой ткани, определяющая ее биоэлектрическую активность.

Потенциал покоя – это разность потенциалов между цитоплазмой и окружающей средой в нормально функционирующей клетке.

Через мембрану проходят потоки разных ионов. Основной вклад в суммарный поток вносят ионы натрия (Na +), калия (К +) и хлора (Cl ) Суммарная плотность потока этих ионов с учетом знаков:

J = JNa + + JK +JCl .

В стационарном состоянии J = 0.

Для потока различных ионов электрический мембранный потенциал (потенциал покоя) равен

(2.3.50)

Здесь квадратными скобками [] i и [] o обозначены концентрации ионов, соответственно, внутри и вне клетки; Р – проницаемости мембраны для данного вида иона; F – постоянная Фарадея; R – универсальная газовая постоянная; T – абсолютная температура в Кельвинах.

Выражение (2.3.50) носит название уравнения Гольдмана–Ходжкина–Катца. При температуре 30°С потенциал покоя составляет jМ = – 59,7 мВ.

Из (2.3.50) можно получить уравнение для равновесного состояния. При этом следует пренебречь проницаемостями мембраны для всех ионов, кроме ионов одного вида. Тогда имеем уравнение Нернста:

jМ = – (RT / FZ) ln ([ Ci ]/[ Co ]), (2.3.51)

где [ Ci ] – концентрация ионов внутри клетки, [ Co ] – концентрация ионов вне клетки, Z – валентность иона.

Эту разность потенциалов называют равновесным мембранным потенциалом.

 

Пример 19. Определить равновесный мембранный потенциал на мембране, если отношение концентраций калия внутри и снаружи равно 100 при температуре 30°С.

Дано: [ Ci ]/[ Co ] = 100,

Т = 273°С + 30°С = 303 К,

R = 8,31 Дж/моль×К,

F = 96000 Кл/моль.

Найти: jМ.

Решение. Равновесный мембранный потенциал определим с помощью уравнения Нернста (2.3.51):

jМ = – (RT / FZ) ln ([ Ci ]/[ Co ]) = – (8,31×303/96000) ln (100) = – 121 мВ.

 

Пример 20. Потенциал покоя клетки при температуре 25°С равен – 60 мВ. Определить концентрацию ионов калия снаружи клетки, если внутри она равна 400 мМ.

Дано: Т = 273°С + 25°С = 298 К,

jМ = – 60 мВ = – 60×10–3 В,

[ Ci ] = 400 мМ,

R = 8,31 Дж/моль×К,

F = 96000 Кл/моль.

Найти: [ Co ].

Решение. Используем уравнение Нернста (2.3.51), откуда выразим концентрацию ионов калия снаружи клетки:

jМ = – (RT / FZ) ln ([ Ci ]/[ Co ]) Þ [ Co ] = [ Ci ]/exp(– jМF/RT) = 39 мМ.

Ответ: 39 мМ.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)