elektromosan semleges
Ebben az esetben, egyensúlyban egy koncentrációgradiens a potenciális alkalmazni a patch-elektród.
Egy fontos különbség a leírt helyzet az, hogy a mozgás az ionok maga is termel elektromos potenciál kiegyenlítő és megállás ezt a mozgást.
Más szóval, a mérleg ezt a modellt úgy érjük el, automatikusan és elkerülhetetlen. Emlékezzünk, hogy a 2. fejezetben az egyensúlyi potenciálja kálium kapjuk a Nernst-egyenlet:
ahol [K] 1 és [R] 0 - intracelluláris és extracelluláris koncentráció kálium, ill. Egy sejt, ábrán látható 1.1, megkapjuk az EK = - 85 mV.
Tegyük fel most, hogy a membrán, továbbá a kálium, egyre több és klorid-csatornákkal. Ami a anionok z = - 1, megkapjuk az egyensúlyi potenciálja klór:
vagy, a logaritmus tulajdonságok
Ahhoz, hogy a modell egy ideális sejt arányt koncentrációjú klórt, ami szintén egyenlő 1: 30, és a klór egyensúlyi potenciál egyenlő - 85 mV. Mivel ez a helyzet a kálium-membránpotenciál érték - 85 mV pontosan kiegyenlíti az a tendencia, a klór ionok mozgatni az irányt a koncentráció gradiens, vagyis a a sejt belsejébe.
Összefoglalva megállapíthatjuk, hogy megakadályozza az membránpotenciál a sejt belsejében, mint a klór- és a kálium a sejtből, hogy a külső. Az egyensúlyi potenciálok a két ionok, mert az arány a intracelluláris és extracelluláris koncentráció azonos (1: 30). Mivel a kálium és a klór csak azokat az ionokat a mi modell képes áthatolni a sejtmembránon, és a - 85 mV mindkét ion egyensúlyban vannak, a sejt lehet tetszőlegesen hosszú nyugalmi, amelyben a teljes mozgás az ionok a sejtbe, és ki a sejt lesz egyenlő nulla.
Mozgó kifelé kálium-ionok és a klorid ionok a sejtbe felhalmozódásához vezet a negatív töltés a cellában, és egy pozitív - az extracelluláris térben. Első pillantásra ez a helyzet elvével ellentétes az elektromos semlegesség, de ez nem az. Káliumionok hagyva a ketrec felhalmozódnak a közvetlen közelében a membránon, miközben a negatív töltésű műholdak maradnak a sejten belül a közelében a belső felületén ugyanazon membrán. Mindkét valójában kívül a fő része a megoldásnak, mind extra- és intracelluláris. Hasonlóképpen, a kloridionok bejut a citoplazmába, közel maradnak a membrán, és társaik előtt balra halad a membránon keresztül felhalmozódott a közelben. Ionok képződnek két réteg - a külső kationok és anionok a sejten belül, amelyek birtokában a membrán miatt kölcsönös vonzás. Ily módon a membrán működik, mint egy kapacitív választóvonal és tárolja tölteni.
Ez nem azt jelenti, hogy a kálium-ionok és a klór ragasztott a felületek a membrán. A kiválasztott ionok cserélődnek ionokkal szabadon belül - vagy extracelluláris oldatban. Azonban, a töltés felhalmozódott a membránon érintetlen marad, és az oldatokat - semleges.
Érdekes kérdés, milyen arányban száma ionok sejtbe ionok halmozódnak a membránon. Arányuk elhanyagolható. Feltételezve, hogy a sejt átmérője 25 mikron, majd koncentrációban 120 mM teljes száma kationok (és így anionok), így 4 1012. Amikor a membrán potenciálját - 85 mV töltés mennyiség megoszlik a membrán kb May 1011 egyértékű ionok per cm2. Amikor a felülete a sejt augusztus 10-05 cm2 kapunk, hogy a belső felületén a membrán mintegy 4107 halmozódik negatív ionok, vagy 100000. teljes ionok száma az intracelluláris oldatot. Ezért, elmozdulás kálium-ionok és a klór kielégítő hogy hozzon létre egy membránpotenciál, nem befolyásolja a koncentrációját ionok a sejtben.
Hatása extracelluláris kálium és a klór a membránpotenciál
A membrán potenciálját neuronokat, valamint sok más sejt változások által érintett extracelluláris kálium koncentráció, de klórt nem. Utalva a modell ideális cellában. Azt, hogy a feltételezés (jelenlegi helyzet megoldásához), hogy a kötet az extracelluláris folyadék végtelenül nagy, és hogy a mozgás az ionok nem jelent lényeges változást a koncentráció ionok a sejten kívül. Ábra 1.2 megmutatja a változásokat az ionos összetétele intracelluláris és membránpotenciál okozta növekedése extracelluláris kálium 3-6 mM. Ahhoz, hogy a kezdeti ozmolaritás, egyidejűleg azzal a kiegészítéssel, 3 mM kálium-t eltávolítottuk az oldatból 3 mmol nátrium, miáltal a teljes koncentráció oldott ionok maradt 240 mM. Fokozott extracelluláris koncentrációjának kálium csökkenéséhez vezet annak transzmembrán grádiens vezetési ionokat a sejtből, hogy a külső. Ebben az esetben, a kezdeti szakaszban a membránpotenciál nem változik. Az eredmény egy teljes átviteli pozitív töltés a sejten belül. Miatt a felhalmozási pozitív töltés a belső felületén a membrán depolarizált. nátrium-ionok révén depolarizációja az egyensúly és elmozdítja a sejtbe. Mozgás kálium ionok és a klór addig folytatjuk, amíg, amíg egy új egyensúlyi állapot, amely egy új arány és egy új koncentráció szintje a membránpotenciál, ebben a példában - 68 mV.
A bemeneti és a kálium-kloridot a sejtbe kíséri sokk némi víz, aminek eredménye egy enyhe növekedését sejttérfogat. A folyamat során a elérve egy új egyensúlyi állapot kálium koncentráció növekszik 90-91 mmol, klóratom - 4-7,9 mmol, és a sejtek térfogata megnő 3,5%. Első pillantásra úgy tűnik, hogy a számos bejelentkezett klór sejt meghaladja a kálium mennyiségét, de képzeljük mi lenne a koncentráció, ha a cella térfogata nem növekszik: a koncentrációja mindkét ion magasabb lehetett volna 3,5%. Következésképpen, ahelyett, 7,9 mmol klór-koncentráció lenne 8,2 mm, és a kálium-koncentrációja legalább 94,2 mmol, azaz növeli mind a koncentráció azt jelentené, hogy 4,2%. Így, az első és a kálium-klór adja meg a cella körülbelül egyenlő mennyiségben (kivéve egy kis mennyiségű szükséges változó a díjat a membrán), és csak ezután a víz áramlik a sejtbe, csökkenti a koncentrációja mindkét ion a végső szint.
Fig.1.2 hatása az extracelluláris ion koncentráció, az intracelluláris koncentráció és a membrán potenciál. (A) Az extracelluláris kálium szintje megduplázódik, és a nátrium-koncentrációt csökkentjük annak érdekében, hogy fenntartsák ozmolaritása ugyanazon a szinten. (B) egyik felét az extracelluláris kloridion helyébe anionok nem hatolnak át a membránon (A). Az ionos koncentrációkat kifejezve millimol (mmol), a térfogat az extracelluláris tér tekinthető egy végtelenül nagy, összehasonlítva a térfogata a sejt, így a bemeneti és kimeneti az ionok a membránon keresztül nem változtatja meg az extracelluláris koncentrációját.