Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.8: Мембранный потенциал покоя
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Мембранный потенциал покоя
 
Этот закадровый голос сгенерирован компьютером
ТРАНСКРИПТ
* Текстовый перевод сгенерирован компьютером

18.8: Мембранный потенциал покоя

Обзор

Относительная разница в электрическом заряде, или напряжении, между внутренней и внешней стороной клеточной мембраны, называется мембранным потенциалом. Он генерируется различиями в проницаемости мембраны к различным ионам и концентрациями этих ионов по всей мембране.

Внутренняя часть нейрона более негативна

Мембранный потенциал клетки можно измерить путем вставки микроэлектрода в клетку и сравнения заряда со эталонным электродом во внеклеточной жидкости. Мембранный потенциал нейрона в покое, то есть нейрон в настоящее время не получает или отправки сообщений является отрицательным, как правило, около -70 милливольт (мВ). Это называется потенциалом оболочек отдыха. Отрицательное значение указывает на то, что внутренняя часть мембраны относительно более отрицательна, чем внешняя , она поляризована. Потенциальный отдых является результатом двух основных факторов: селективной проницаемости мембраны и различий в концентрации ионов внутри клетки по сравнению с внешними.

Проницаемость мембраны

Клеточные мембраны избирательно проницаемы, потому что большинство ионов и молекул не могут пересечь липидный двуслой без посторонней помощи, часто из белков ионных каналов, которые охватывают мембрану. Это потому, что заряженные ионы не могут рассеиваться через незаряженный гидрофобный интерьер мембран. Наиболее распространенными внутриклеточными ионами, найденными в нервнойткани,являются калий (K ), натрий(Na),хлорид (Cl-) и кальций (Ca2). Когда нейрон находится в покое, калий(K) каналы являются основным типом ионового канала, который является открытым, что позволяетK и мигрировать через мембрану. Эта проницаемость, вместе с большими внутриклеточными концентрациями, делают потенциал мембраны отдыха нейрона определяемым главным образом движениемK.

Насосы создают градиенты концентрации

Различия в концентрации ионов между внутри и снаружи нейронов в первую очередь из-заактивности натрия калия(Naq /K) насос-трансмембрановый белок, который непрерывно насосы три Na ионов изклетки на каждые два K ионов он насосов дюйма Это устанавливает градиенты концентрации, с более высокойконцентрацией ионов Na и вне нейронов и более высокойконцентрацией ионов K и внутри.

Так как мембрана в первую+ очередь проницаема для K - в покое- из-за+ открытых каналов K -K может диффузии вниз его градиент концентрации в область более низкой концентрации, из клетки. Эти положительные заряды, покидающие клетку, в сочетании с тем, что Есть много отрицательно заряженных белков внутри клетки, вызывает внутри, чтобы быть относительно более негативным.

В конце концов,+ внешняя диффузия К ю уравновешивается электростатическим отталкиванием положительных зарядов, накапливающихся за пределами клетки, и электрохимическим равновесием. Чистым эффектом является наблюдаемый отрицательный потенциал отдыха. Потенциал отдыха очень важен в нервной системе, потому что изменения в мембранном потенциале, такие как потенциал действия, являются основой для нейронной сигнализации.

Остерегайтесь Puffer рыбы

Pufferfish не часто встречаются во многих меню морепродуктов за пределами Японии, отчасти потому, что они содержат мощный нейротоксин. Тетродотоксин (TTX) является очень селективным напряжением закрытого натрия блокатор канала, который является смертельным в минимальных дозах. Средняя смертельная доза (LD50) для мышей составляет 334 мкг/кг, по сравнению с 8,5 мг/кг для цианида калия. Он также служил в качестве важного инструмента в неврологии исследований. Токсин блокирует поток Na вклетку, когда канал открывается. Это, таким образом, нарушает потенциал действия, но не потенциал оболочек отдыха, и может быть использован для молчания нейронной активности. Механизм его действия был продемонстрирован Тосио Нарахаси и Джоном У. Муром в Университете Дьюка, работающими над гигантским аксоном омаров в 1964 году.


Литература для дополнительного чтения

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter