Мембраны тэнцвэрийн потенциал

Тэнцвэрийн потенциал буюу Нернстийн потенциал гэдэг нь тодорхой нэгэн ионы мембраны гадна болон цитоплазмд байх тархалт тэнцвэрт нөхцөлд байгааг хэлнэ.

Энэ нь трансмембраны хүчдэл нь ионы диффузын хандлагатай яг таг тэнцэж байгааг тэнцвэрийн потенциал гэж болно. Өөрөөр хэлбэл мембран дагуух ионы гүйдэл тэгтэй тэнцүү буюу хувирдаггүй гэсэн үг ажээ.

Тодорхой ионы тэнцвэрийн потенциалыг Eion хэмээн тэмдэглэдэг. Энэхүү ион нь ямар ч ион байж болно. Калийн хувьд EK нь ихэнхдээ −80 мВ утгатай байдаг. Натрийн хувьд ENa нь +60 мВ байдаг.

ENa ба EK-ийн утга нь эсрэгээрээ байгааг анзаарч байгаа байх. Үүний учир нь калийн концентрацийн градиент эсээс гадагш чиглэсэн байхад натрийн концентрацийн градиент эс дотогш чиглэсэн байдаг.

Ихэнх амьтдын эсэд калийн ион (K+) мембраны тайвны потенциал үүсэхэд хамгийн чухал үүрэгтэй байдаг. Калийн ионы идэвхтэй зөөвөрлөлтийн ачаар калийн концентраци эсийн дотор ихэнх тохиолдолд эсийн гаднаас илүү их байдаг.

Үүний учир нь ихэнх эсүүдийн калийг сонгон нэвтрүүлдэг уургууд ихэнх тохиолдолд нээлттэй байдагт оршино. Нэмэх цэнэгтэй Калийн гадагш чиглэлтэй хөдөлгөөн нь молекулын хөдөлгөөн буюу диффузтэй холбоотой. Энэ гадагш чиглэлтэй хөдөлгөөн эс дотор хангалттай хэмжээний буюу тэнцвэр тогтоох хасах цэнэг тогтсон үед зогсоно.

Энэ үед трансмембраны K+-ийн хөдөлгөөн тэгтэй тэнцэж тэнцвэрийн потенциал тогтох болно.

Өгөгдсөн ионы тэнцвэрийн потенциалыг олоход мембраны гадна болон дотор талын концентраци бас температурыг авч үзэх шаардлагатай байдаг. Нернстийн тэгшитгэл ашиглан тэнцвэрийн потенциалыг бодож олно:

энд

      Eeq,K+ Калийн ионы тэнцвэрийн потенциал

      R юниверсал хийн тогтмол (8.314 Жоуль·K-1·М-1)

      T абсолют температур (Кельвин= K = Цельсийн градус + 273.15)

      z нь урвалд оролцож байгаа ионы элементарь цэнэгийн утга юм.

      F Фарадайн тогтмол (96,485 Кулон·М-1 буюу Ж·В-1·M-1)

      [K+]o нь Калийн эсийн гаднах концентраци

      [K+]i нь эс доторх Калийн ионы концентраци

Хүний хэвийн биеийн температуртай нөхцөлд Калийн ионы тэнцвэрийн потенциалыг милливольт утгатай гаргахад доорх Нернстийн тэгшитгэлийн хувилбарыг ашиглах болно.

Та энэхүү тэгшитгээр Е-г тооцож гаргахад эсийн гаднах калийн концентрацийг буюу [K+]o-г 100мМ, эс доторх Калийн ионы концентрацийг буюу [K+]i-г 10мМ гэж авч үзэх хэрэгтэй. Хлорын ионуудын хувьд (Cl) константын тэмдгийг өөрчлөх хэрэгтэй (-61.54 мВ). Харин кальцийн ионы тэнцвэрийн потенциалыг бодож буй тохиолдолд (Ca2+) 2+ цэнэг нь константыг хувааж 30.77 мВ болно.

Тасалгааны температурт буюу 21ºC-д тэгшитгэлийг ашиглан бодвол константууд K+ болон Na+-ийн хувьд 58 мВ, Clийн хувьд -58 мВ, Ca2+-ийн хувьд 29 мВ болно. Доор өөр нэгэн жишээг авсан байна:

Эс доторх ионы концентраци, гүйдэл, шилжилт зэргийг ойлгох үүднээс цахилгаан гүйдлийн хэлхээг ашигладаг:

 

Эсийн гадаад болон цитопламзын талыг илтгэсэн бүрэн эквивалент гүйдлийн схем доорх байдалтай харагдана:

Эцэст нь томъёо дараах байдалтай болно:

Advertisements

Хариулт үлдээх

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Өөрчлөх )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Өөрчлөх )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Өөрчлөх )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Өөрчлөх )

Connecting to %s