2) Дифузійні і рівноважні потенціали.

· Дифузійний потенціал - це різниця потенціалів, яка виникає між зовнішньою (е) і внутрішньою (і) поверхнями мембрани завдяки дифузії іону за градієнтом концентрації, якщо мембрана пропускає цей іон.

· Величина дифузійного потенціалу залежить від концентраційного градієнту і проникності мембрани для іону.

· Знак дифузійного потенціалу залежить від заряду іону, який дифундує через мембрану - позитивного чи негативного.

· Рівноважний потенціал є дифузійним потенціалом, який створюється завдяки дії рівних і протилежних сил на рух іону через мембрану - хімічних і електричних рушійних сил, баланс між якими припиняє подальший рух іону - електрохімічна рівновага.

Розрахунок величини рівноважних потенціалів здійснюється за рівнянням Нернста:

3) Реєстрація мембранних потенціалів:

· Внутрішньоклітинна реєстрація

Скляний мікроелектрод, заповнений 3М розчином КСІ, діаметром меншим ніж 0,5 мікрометра, вводиться через мембрану клітини в цитоплазму, другий електрод розташований на поверхні мембрани. Реєструючий прилад - катодний осцилограф.

• Позаклітинна реєстрація.

Металеві електроди розташовуються на поверхні клітини і реєструються тільки зміни мембранного потенціалу між двома ділянками поверхні.

Реєстрація сумарних мембранних потенціалів цим методом застосовується в клінічній практиці: електрокардіографія (ЕКГ), електроміографія (ЕМГ), електроенцефалографія (ЕЕГ).

Схема біполярного методу позаклітинної реєстрації зміни мембранного потенціалу між двома ділянками поверхні мембрани:

Схема уніполярного методу позаклітинної реєстрації різниці потенціалів із застосуванням "методу пошкодження”:

4) Мембранний потенціал спокою (мпс).

· МПС - це різниця потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани клітини у стані спокою.

МПС у збудливих клітинах становить від – 60мВ до - 90мВ, внутрішньоклітинна поверхня мембрани має негативний заряд (-), зовнішньоклітинна поверхня- позитивний (+)

• МПС є дифузійним рівноважним потенціалом, величина якого залежить а)від градієнту концентрації іонів, що дифундують через мембрану і б)проникності мембрани для цих іонів.

• МПС є дифузійним рівноважним калієвим потенціалом, бо а)концентрація іонів калію у збудливих клітинах становить біля 4 мекв/л, а поза клітиною – 140 мекв/л, б)проникність мембрани для іонів калію більша ніж для іонів натрію. Отже основну роль у створенні МПС відіграє дифузія іонів К^{+ з клітини назовні за градієнтом концентрації. Для аніонів мембрана не прониклива.}

• Електрогенний вклад Na⁺- K⁺ насосу в створенні МПС незначний і полягає в тому, що насос викачує 3 іони Nа⁺ з клітини в обмін на 2 іони К⁺, які заходять у клітину.

• МПС можна розрахувати за формулою Нернста.

Збільшення концентрації К⁺ у позаклітинному просторі (е) призводить до зменшення МПС - деполяризації (МПС стає більш позитивним):

Зменшення концентрації К⁺ в позаклітинному просторі (е) призводить до збільшення МПС - гіперполяризації (МПС стає більш негативним):