Клеточная физиология. Электрофизиология.: Часть 4

Видео

Конспект

На смену теории Бернштейна пришла теория постоянного поля Гольдмана-Ходжкина-Катца. Эта теория учитывает не только ионы калия, но и ионы натрия и хлора для расчета изменений мембранного потенциала, а также проницаемость мембраны для каждого из этих ионов. Формула для расчета ПП в рамках этой теории имеет следующий вид: ПП=\frac{R T}{F} \cdot \log_e \frac{p_{K}\cdot[K^+] \text { снаружи }+ p_{Na}\cdot [Na^{+}] \text { снаружи }+ p_{C l}\cdot[C l^{-}] \text { внутри }}{p_{K}\cdot [K^{+}] \text { внутри }+p_{Na} \cdot[Na^{+}] \text { внутри }+p_{Cl} \cdot [C l^{-}] \text { снаружи }}, где p с соответствующим индексом - проницаемость мембраны для иона, указанного в индексе. Проницаемость - это способность мембраны пропускать ионы через себя, и физическая основа проницаемости - ионные каналы мембраны. В большинстве клеток преобладают каналы утечки для ионов калия, поэтому ПП у клеток приближен к равновесному потенциалу для ионов калия, который вычисляется по уравнению Нернста (см. выше).

Для формирования нормального потенциала покоя критически важен градиент концентрации потенциалобразующих ионов, в первую очередь натрия и калия. Такой градиент концентраций создается с тратой энергии АТФ с помощью натрий-калиевый насоса. Его еще называют натрий-калиевой АТФазой. Он выкачивает 3 иона Na^{+} и закачивает 2 иона K^{+} , потребляя АТФ. Он электрогенен, то есть создаёт дополнительную отрицательность мембраны ( \approx 15-20 мВ).