Мембрана клітини не тільки проводить іонні струми, а й накопичує заряд на своїй зовнішній або внутрішній поверхні. З точки зору теорії електрики, поділ зарядів на мембрані означає, що мембрана має властивості конденсатора. У загальному вигляді конденсатор складається з двох провідних пластин, відокремлених один від одного ізолюючим матеріалом; в промислових конденсаторах провідні пластини зазвичай зроблені з металевої фольги, а ізолюючий прошарок між ними - з пластика. У разі нервової клітини провідниками є два шари рідини, що знаходяться по обидва боки мембрани, а сама мембрана відіграє роль ізолюючої прошарку. При зарядці конденсатора від батареї на одній з пластинок накопичується позитивний заряд, в той час як на другий платівці створюється рівний за величиною запас негативного заряду. Ємність конденсатора (С) визначається кількістю заряду (Q), що запасається на один вольт потенціалу (V), прикладеного до пластин конденсатора: С = Q / V. З вимірюється в кулонах, виділених на вольт, т. Е. В Фарада (Ф). Чим ближче один до одного розташовані пластини, тим більш ефективно конденсатор здатний розділяти і накопичувати заряд. Оскільки товщина мембрани клітини всього 5 нм, вона здатна накопичувати досить великий заряд. Зазвичай ємність мембрани нервових клітин становить 1 мкФ / см2. Перетворивши вираз, отримуємо Q = CV. При потенціалі спокою -80 мВ, кількість надлишкового негативного заряду на внутрішній стороні мембрани складе (1 · 10-6) х (80 · 10-3) = 8 · 10-8 кулонів, виділених на см2, що відповідає 5 · +1011 одновалентних іонів (0,8 пмоль) на квадратний сантиметр мембрани.
Величину струму, що протікає всередину конденсатора або з нього, можна підрахувати на основі співвідношення заряду і напруги, враховуючи, що струм (i, в амперах) є швидкість зміни заряду в часі, тобто 1 ампер = (1 кулон) / (1 с). Оскільки Q = C / V, отримаємо:
Швидкість зміни заряду на конденсаторі прямо пропорційна величині струму. Якщо струм постійний, то потенціал буде змінюватися з постійною швидкістю dV / dt = i / C.
Співвідношення струму і напруги в ланцюзі, що містить резистори (опору) і конденсатори (ємності), з'єднані паралельно. Прямокутний стрибок струму величиною i, прикладений до резистору (R), створює стрибок напруги на резисторі величиною V = iR. Якщо той же стрибок струму прикласти до конденсатору (С), то напруга на конденсаторі буде накопичуватися зі швидкістю dV / dt = i / C. Коли ці два елементи, резистор і конденсатор, з'єднані паралельно, то весь струм піде спочатку на зарядку конденсатора зі швидкістю i / С; однак, як тільки на конденсаторі накопичиться якийсь заряд, струм потече і через резистор. У міру наростання струму, все більша його частина буде проходити через опір, тому що швидкість зарядки конденсатора буде поступово знижуватися. Зрештою весь струм буде текти через резистор, створюючи на ньому потенціал V = iR, a конденсатор буде повністю заряджений. По завершенні стрибка струму заряд з конденсатора поступово розсіється на резисторі, а напруга повернеться до нуля. З експериментів на аксоні кальмара можна зробити висновок, що гіпотеза, висловлена Бернштейном в 1902 р була близька до істини: трансмембранний градієнт калію є важливим, хоча і не єдиним фактором, що впливає на мембранний потенціал. Чим можна пояснити відхилення експериментальної кривої від рівняння Нернста? Виявляється, для цього досить зняти обмеження з моделі, що складається в тому, що мембрана непроникна для іонів натрію. Мембрана реальної клітини дійсно володіє натрієвої проникністю, яка становить від 1 до 10% калієвої.
Для розгляду ролі натрієвої проникності звернемося до моделі ідеальної клітини і тимчасово виключимо з поля зору переміщення іонів хлору. Мембранний потенціал дорівнює калієвому рівноважного потенціалу, тому переміщення сумарного заряду через мембрану відсутня, клітина знаходиться в спокої. Якщо тепер ввести в модель натрієву проникність, то натрій буде прагнути увійти в клітку завдяки як своєму концентраційному градієнту, так і мембранному потенціалу. У міру входу натрію на внутрішній поверхні мембрани накопичується позитивний заряд і мембрана деполяризуется. В результаті іони калію виходять з рівноваги і починають залишати клітку. Зі збільшенням деполяризаціїмембрани рушійна сила для входу натрію знижується, в той час як рушійна сила для виходу калію зростає. Процес триває до тих пір, поки обидва іонних потоку не урівноважать один одного. У цей момент зміна мембранного потенціалу припиняється, оскільки будь-яке накопичення заряду відсутній. Взагалі кажучи, значення мембранного потенціалу розташоване між калієвих і натрієвих рівноважними потенціалами і визначається рівновагою між калієвих і натрієвих струмами, рівними за величиною і спрямованими в протилежні сторони.
Складні вікові структури
Можна вказати кілька випадків, коли більш складні і, отже, більш реалістичні вікові структури вдається описати за допомогою моделі Маккендрік фон Фьорстера і її узагальнення. Ми не будемо вдаватися до спроб вирішити відповідності.
порінов
Порінов утворюють пори, які функціонують як молекулярні сита, опосредуя дифузію невеликих гідрофільних молекул через зовнішню мембрану грамнегативних бактерій. Молекулярна маса порінов варіює від 28000 до 48000. У мембрані об.
Астрологічний Принцип Прозерпіна
"Піфагорійці і інші школи філософії вважали, що божественна єдина природа Бога проявляє себе в троичности Отця, Матері і Дитя. Ці три складових Божественної сім'ї живуть в творінні. Для них символом є 47-е положені.