Ion szivattyúk és transzmembrán ion gradiensek

Nyugalmi potenciál - a membrán potenciálját ingerelhető sejtek (neuronok, a kardiomiociták) a gerjesztett állapotban. Képvisel elektromos potenciálkülönbség, a meglévő a belső és külső oldalán a membrán, és a meleg vérű -55 -100 mV [1]. A neuronok és idegszálak tipikusan -70 mV.

Miatt előfordul, hogy a diffúziós a negatív töltésű klorid-ionok a környezettől a sejt citoplazmájába a folyamat létrehozó ozmotikus ravnovesiya.Aniony szerves savak, semlegesíti a töltés kálium ionok a citoplazmában nem kerülheti el a sejt, de a klór ionok, amelynek koncentrációja a citoplazmában képest kicsi a környezet diffundálnak a citoplazmában, amíg hoznak létre elektromos töltés kezdődik az egyensúlyt a koncentrációgradiens a sejtmembránban.

Ahhoz, hogy a membrán egy feszültségkülönbséget tartunk fenn, az szükséges, hogy némi különbség volt a koncentrációja különböző ionok belül és a sejten kívül.

Használja a Nernst egyenlet lehet számítani az egyensúlyi transzmembrán potenciál K +. amely meghatározza az értékét a PP. De nem nyugalmi potenciál értéke egybeesik EK +, mivel ez magában foglalja a létrehozását nátrium és a klorid ionok, vagy inkább, egyensúlyi potenciálok.

Ezt követően kimutattuk, hogy a fő hozzájárulása a maradék potenciál teszi kifelé irányuló káliumáram, amely keresztül végezzük specifikus fehérjék csatornák - DC kálium-csatornákat. Nyugalmi, a kálium-csatornák nyitott, és a nátrium-csatornák vannak zárva. Káliumionok a sejtekből a koncentrációgradiens, ami a külső oldalán a membrán felesleges pozitív töltések; ahol a negatív töltések maradnak a belső oldalán a membrán. Néhány (kicsi) hozzájárul a létrehozását nyugalmi potenciál is teszi a munkát az úgynevezett „kálium-nátrium-szivattyú”, ami úgy alakul ki egy speciális membrán enzim - nátrium-kálium ATP-áz.

nyugalmi potenciál a legtöbb neuronok nagyságrendű -60 mV - -70 mV. A nem-ingerelhető szöveti sejtek a membrán is van egy potenciális különbség eltér a különböző sejtek és szövetek az organizmusok.

Formation of a nyugalmi potenciál

PP van kialakítva két szakaszban történik.

Első lépés: a létrehozása kisebb (-10 mV) negativitás a sejten belül miatt az aszimmetrikus egyenlőtlen csere Na + K + arányban 3. 2. Ennek eredményeként, a sejt elhagyja a több pozitív töltés nátrium mint visszavezetjük azt kálium. Ez a funkció működik, a nátrium-kálium pumpa végző csomópont ionok membránon át ATP energia költségek, ez biztosítja az elektrogén.

Eredményei aktivitásának membrán szivattyúk ioncserélők az első generáló lépést PP a következők:

1. Deficiency nátriumionok (Na +) a sejtben.

2. feleslegben kálium-ion (K +) a sejtben.

3. A megjelenése a gyenge membrán elektromos potenciál (-10 mV).

Második lépés: a létrehozása jelentős (-60 mV) negativitás a sejten belül tömítetlenség miatt belőle a membránon keresztül ionok K +. K + kálium-ionok hagyhatja el a sejtet, és végezze ki belőle pozitív töltések, így a negatív -70 mV.

Így a nyugalmi membránpotenciál - hiányt pozitív elektromos töltések a sejten belül keletkezett miatt a szivárgás a káliumionok ez a pozitív fellépés és elektrogén nátrium-kálium pumpa.

Ion szivattyúk (szivattyú) - integráns fehérjék, amelyek az aktív transzportja ionok egy koncentráció gradiens. Energia közlekedés az energia az ATP hidrolízis. Különböztesse Na + / K + pumpa (evacuates a sejtből cserébe Na + K +), Ca ++ szivattyú (szivattyúk Ca ++ sejtek), Cl- szivattyú (evacuates sejtek Cl -).

Ennek eredményeként a ionpumpák jönnek létre és tartja fenn transzmembrán ion gradiensek: • a koncentrációja Na +, Ca ++, Cl - a sejten belül kisebb, mint a külső (a sejtközötti folyadékban); • K + koncentráció a sejtek belsejében nagyobb, mint azon kívül.

ioncsatornák

Ion csatornák - integráns fehérjék, amelyek passzív szállítása ionok egy koncentrációgradiens. Energia közlekedés a különbség az ion koncentrációk mindkét oldalán a membrán (transzmembrán ion gradiens).

Nem-szelektív csatornák a következő tulajdonságokkal: • átment az összes típusú ionok, de a permeabilitás K + ionok lényegesen magasabb, mint más ionok; • mindig nyitva vannak.

Szelektív csatornák a következő tulajdonságokkal rendelkezik: • lehetővé teszi csak egyféle ion; minden típusú ioncsatornák saját fajtája; • lehet egy 3 kimondja: zárt, aktív, inaktivált.

Szelektív permeabilitás biztosított szelektív csatorna szelektív szűrő, ami képződik egy gyűrű a negatív töltésű oxigénatomot tartalmaz, amely található a legkeskenyebb része a csatorna.

A csatorna állapot változás működése kapumechanizmusa van ellátva, amely a két fehérjemolekulák. Ezek a fehérjemolekulák, az úgynevezett aktiváló inaktivatsionnye kapuk és kapuk, változó konformációját átfedhetik ioncsatorna.

Nyugalmi, az aktiváló kapu zárva van, inaktivatsionnye kapu nyitott (zárt csatorna) (3.). Az akció a portál rendszer aktivációs kapu nyitva jelet, és elkezdi a szállítása ionok révén a csatorna (a csatorna aktiválva). Amikor jelentős depolarizációt a sejtmembrán inaktivatsionnye kapu bezáródik, és leállítja a szállítása ionok (inaktivált csatorna). Amikor visszaállítja a szintet MP csatorna visszaáll az eredeti (zárt) állapotban van.

A képződésének mechanizmusát a nyugalmi potenciál

Nyugalmi membránpotenciál képződik elsősorban a kilépési K + ki a sejt nem szelektív ioncsatornák. Szivárgás sejtek pozitív töltésű ionok vezet az a tény, hogy a belső felületén a sejtmembrán negatív töltésű képest a külső.

Membránpotenciál eredő szivárgás K +. nevezik „kálium egyensúlyi potenciál” (EC). Meg lehet kiszámítani igazítás Nernst

ahol R - az univerzális gázállandó, T - a hőmérséklet (Kelvin), F - Faraday száma [K +] Nar - K + ion koncentrációjának a sejten kívül, [K +] ext - a koncentráció a K + ionok a sejteken belül.

PP, mint általában, nagyon közel van az ER, de nem egyezik meg pontosan azt. Ez a különbség azzal a ténnyel magyarázható, hogy hozzájárulása a kialakulását PP Márka:

• a sejthez történő szállításra, és Na + Cl- keresztül nem szelektív ioncsatornák; ahol a szállítás a sejtbe Cl- további hiperpolarizálja membrán és szállítási Na + - további depolarizálja azt; ezek az ionok kialakulásához PP alacsony, mivel a nem-szelektív permeabilitású csatornákba a Na + és Cl- 2,5 és 25-ször alacsonyabb, mint a K +;

• közvetlen hatás elektrogén Na + / K + ion pumpa eredő, amikor az ionszivattyú működik aszimmetrikusan (utasok számának a sejt K + ionok nem egyenlő a számát Na + ionok elviszik a sejt).

Az akció a gyenge (küszöb alatti) impulzusok a villamos áram a sejtben alakul electrotonically lehetséges. Electrotonically potenciál (VC) - eltolódása sejtmembrán-potenciál által okozott állandó áramerősségen. ES sejtek passzív válasz az elektromos inger; állami ioncsatorna és szállítása ionok nem változik. EP nem nyilvánvaló fiziológiai reakciók a sejt. Ezért az EP nem izgatott.

Az akció a erősebb küszöbérték alatti aktuális váltás akkor hosszabb MP - helyi otvet.Lokalny válasz (N) - az aktív sejtes válasz elektromos inger, azonban az állam az ioncsatornák és a közlekedési ionokat, és ezáltal változó kissé. LO nem nyilvánvaló észrevehető fiziológiás sejt reakcióba. LO nevű helyi gerjesztés. mivel nem terjed ki az izgalom a membránok ingerelhető sejtek.

Az akció küszöb és küszöb feletti jelenlegi alakult ki a sejt akciós potenciál (AP). PD az jellemzi, hogy az érték a MP sejtek csökken nagyon gyorsan, hogy 0 (depolarizáció), majd a membrán potenciál válik egy pozitív értéket (+ 20 ... + 30 mV), m. E. A belső oldalán a membrán pozitív töltésű képest a külső. Ezután az MP érték gyorsan visszatér az eredeti szintre. Erős depolarizációját a sejtmembrán során PD kialakulásához vezet a fiziológiai megnyilvánulások gerjesztési (összehúzódás, szekréció, és mások.). PD úgynevezett terjedésének gerjesztés. mert, miután az már fennáll egy régióban a membrán, gyorsan terjed minden irányban.

A mechanizmus a PD fejlődés gyakorlatilag azonos minden ingerelhető sejtek. Elektromos kapcsolási mechanizmus és fiziológiai megnyilvánulások a gerjesztési változik a különböző típusú ingerelhető sejtekben (pár gerjesztés és összehúzódás pár gerjesztési és szekréció).