Лекция № 5 Процессы переноса в биологических системах

натрия. Это означает, что если во внешней среде нет ионов

калия, не будет активного переноса ионов натрия из клетки, и наоборот. Другими словами, ионы натрия активируют натрий-калиевый насос на внутренней поверхности клеточной мембраны, а ионы калия — на внешней.

натрия в обмен на перенос двух ионов калия внутрь клетки.

Один акт переноса требует затраты энергии одной молекулы АТФ. При этом создается и поддерживается разность потенциалов на мембране, причем внутренняя часть клетки имеет отрицательный заряд.

член уравнения показывает перенос заряженных тел. Так как на мембране

имеются ионы, то существует и электрическое поле. Электрическое поле на мембране влияет на перенос ионов и электронов. В этом уравнении F – постоянная Фарадея, φ - потенциал электрического поля, um-подвижность, z-заряд и с – концентрация ионов.
Как показал А.Эйнштейн коэффициент диффузии ионов пропорционален абсолютной температуре среды и подвижностью ионов, поэтому уравнение переноса ионов можно написать

ионов приводит к выравниванию электрохимического потенциала. Берем только один сорт

иона, например К. Обозначив концентрацию иона калия [K]o и [K]i снаружи и внутри мембраны напишем условие равенства электрохимического потенциала:



или

времени, проходящих через мембрану равен нулю:


Интегрируя уравнение Нернста-Планка было получено:

отрицательный относительно внешней среды потенциал становится положительным. Если по уравнению

Нернста вычислить равновесные потенциалы на мембране аксона кальмара, то получим соответственно для ионов К+, Na+ и С1 величины -90, +46 и -29 мВ.

именно для ионов натрия (проницаемость мембраны возрастает более чем в

5000 раз) . «Натриевая теория» возникновения потенциала действия была предложена, разработана и экспериментально подтверждена А. Ходжкином и А. Хаксли, за что в 1963 г. они были удостоены Нобелевской премии.