Мембранний потенціалспокою

Мембраннийпотенціалспокою(МПС)–різницяпотенціалівміжзовнішньоюівнутрішньоюповерхнямиклітинноїмембрани.Устаніспокоюповерхнязбудливихклітинелектропозитивнастосовноцитоплазми.Цярізницяпотенціаліввеличинапостійнайдлярізнихклітинколиваєтьсявід-60до-120мВ.

Виникнення МПС обумовлене двома головнимипричинами:

1. РізноюконцентрацієюйонівСа^2+,Сl^-,Nа⁺,К^{усередині}йзовніклітини.

Йони	Внутріклітинна кон-центраціяуммоль/л	Позаклітинна кон-центраціяуммоль/л
Nа+	12-15	140-150
К	150-155	4-5,5
Са2+	0,00001(1Х10-5)	2,1-2,6
Сl-	3,8-9.	105-125

Таким чином,концентрація К⁺усередині клітини в30-40разів більша,ніж у міжклітинній рідині,а кон-центраціяNа^+іСа^{2+більша}впозаклітинномусередовищі.

2. Різною проникністю мембрани для цихйонів.

УстаніспокоюмембранапроникнадляйонівК⁺⁽К⁺-каналивідкриті),слабопроникнадляNа⁺⁽практич-

новсіNа⁺-канализакриті)інепроникнадляСl^-(усіканализакриті)іорганічниханіонів.

ВихідК^+ізклітинистворюєвідноснийдефіцитпозитивнихзарядівнавнутрішнійповерхнімембранитаїхнадлишокназовнішнійповерхні.

Негативно заряджені йони цитоплазми(перш за все органічні аніони,білки,карбонат-іфосфат-йони,Сl^-)концентруютьсябілявнутрішньоїповерхнімембрани,створюючинегативнийпотенціал.Відбувається поляризаціямембрани.НадмірнийвихідК^{+призводить}догіперполяризації.

Різниця концентраційNа⁺і К⁺по обидва боки мембрани підтримується механізмами активноготранс-

портуйонівNа^+ізклітининазовнішнюповерхнюмембрани,аК^+зовнівсерединуклітини(протиградієнтівконцентраційзвитратоюенергіїАТФ).

ОсновнимкомпонентомNа⁺-К⁺-насосаєферментNа⁺-К⁺-АТФ-аза.Макромолекулярниймеханізмнасо-саприєднуєзовні2йонаК⁺,переноситьїхвсерединуклітини,азсерединиклітининазовнітранспортує3йониNа⁺.

МПСзабезпечуєзбудливість,тобтоготовністьдовідповідноїреакціїнаподразнення.

Потенціалдії

Підчасдіїподразниканаклітинувнійвідбуваютьсяскладніперетвореннямікроструктур,обмінуречо-вин,концентраціїйонівівиникаєспецифічнареакція.

Потенціалдії(ПД)-цешвидкеколиваннямембранногопотенціалупризбудженніклітинподразникомпороговоїсили.

Незначний процес переміщення йонів через канали мембрани в місці допорогового подразнення,що приводитьдозміниМПС(деполяризації),називаєтьсялокальноювідповіддю.Йогоособливості:

• залежить від силиподразника

• зникає після діїподразника

• здатний досумації

• нездатнийдорозповсюдження.

При збільшенні сили подразника й досягнення порогової сили заряд мембрани зменшується до крити-чного рівня деполяризації і виникає потенціалдії.

В основі розвитку ПД-зміни йонної проникності мембрани.Під дією подразника змінюється конфор-маціябілковихканалів:Nа⁺-каналивідкриваютьсяіNа^{+лавиноподібно}надходитьуклітину.Надходження позитивнихзарядівуклітинувикликаєзменшенняпозитивногозарядуназовнішнійповерхнімембраний

збільшенняйоговцитоплазмі.Спочаткурізницяпотенціалівзникає,апотімвідбуваєтьсяперезарядженнямембрани.Зовнішняповерхнястаєелектронегативноювідносноцитоплазми.Цейпроцесінверсіїзарядузветься-деполяризація.

При досягненні максимального значення потенціалу дії(120мВ) Nа⁺-канали закриваються.РухNа⁺

всерединуклітиниприпиняється,алепродовжуєзростативихідК⁺.Цепризводитьдозупинкидеполяри-зації.ЗакінчуєтьсяпікПДіпочинаєтьсявідновленняполяризаціїмембрани-реполяризація.Починають працюватиNа⁺-К⁺-насоси,викачуючиNа^+іповертаючиК^+уклітину.

Графічновиниклийпотенціалдіїможнапредставитиувиглядіпіка,девисхідначастина-деполяриза-

ція,низхідначастина-реполяризация.

Слідом за піком ПД мембрана деякий час(15-30мс)залишається частково деполяризованою.Такий станмаєназвунегативногослідовогопотенціалуабослідовоїдеполяризації.Йогопоходженняпов'язане ззалишковимструмомNа⁺уклітинуйнагромадженнямК⁺уміжклітиннихщілинах.

НадмірнийвихідК⁺,роботаNа⁺-К⁺-насосівпризводятьдокороткочасного(50-300мс)зростаннязарядумембранидо-93мВ.ЦячастинаПДмаєназвуслідовагіперполяризаціяабопозитивнийслідовийпо-

тенціал.