Мембранные потенциалы и их ионная природа — страница 3

  • Просмотров 318
  • Скачиваний 16
  • Размер файла 74
    Кб

означает, что между скоростью движения частицы "" и действующей силой имеется линейная зависимость: где q - заряд частицы, b - подвижность носителя заряда (иона). Переходя к плотности тока j = qn, где n - число частиц в единице объема, получаем в направлении оси "X": . Поток частиц "Ф" равен потоку электричества "j", деленному на заряд каждой частицы "q", то есть (1) Выразим "Ф" как функцию градиента

термодинамического потенциала, так как q = ze (e - заряд электрона), таким образом, согласно E = z F(2 - 1 ), где E - энергия электрического поля, F - число Фарадея, z - заряд иона. F = NA e, E = z e NA(2 - 1) = qNA(2 - 1), тогда , (G - свободная энергия), (2) где NA - число Авогардо. Сопоставив (1) и (2), получаем: где - молярная концентрация частиц (Кмоль/м ). Это уравнение соблюдается и для явлений диффузии, и для электрофореза в однородном растворителе. Теорелл (1954

г.) обобщил это выражение для случая, когда изменяется не только концентрация вещества "с" и потенциал "", но и химическое сродство иона к окружающей среде "0" (в частности, к растворителю). Тогда уравнение потока принимает следующий вид (уравнение Теорелла): (3) где - электрохимический потенциал. То есть поток равен произведению концентрации носителя на его подвижность и на градиент его электрохимического

потенциала. Знак "" указывает на то, что поток направлен в сторону убывания . Для однородной среды и учитывая значение , подставленное в (3) получается электродиффузное уравнение Нернста - Планка: где R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура. 1.4 Механизм генерации и распространения потенциала действия Все клетки возбудимых тканей при действии различных раздражителей достаточной силы способны

переходить в состояние возбуждения. Обязательным признаком возбуждения является изменение электрического состояния клеточной мембраны. Общее изменение разности потенциалов между клеткой и средой, происходящее при пороговом и сверхпороговом возбуждении клеток, называется потенциалом действия. Потенциалы действия обеспечивают проведение возбуждения по нервным волокнам и инициируют процессы сокращения мышечных и

секреции железистых клеток. На основе обобщения большого экспериментального материала было установлено, что потенциалы действия возникают в результате избыточного по сравнению с покоем диффузии ионов натрия из окружающей жидкости внутрь клетки. Формирование потенциала действия обусловлено двумя ионными потоками через мембрану: поток ионов натрия внутрь клетки приводит к перезарядке мембраны, а противоположно