Мембранный электрогенез

Различная концентрация ионов по обе стороны плазмолеммы всех клеток приводит к появлению трансмембранной разности электрического потенциала —  — мембранного потенциала (МП, или V_m).

Мембранный потенциал

 МП покоя — разность электрических потенциалов между внутренней и наружной поверхностью мембраны в состоянии покоя, т.е. при отсутствии электрического или химического раздражителя (сигнала). В состоянии покоя поляризация внутренней поверхности клеточной мембраны имеет отрицательную величину, поэтому значение МП покоя тоже отрицательно.

 Измерение МП. Возможно прямое (внутриклеточная регистрация при помощи микроэлектрода) и спектроскопическое (непрямое) измерение МП. Непрямое измерение МП осуществляют введением в клетку некоторых органических красителей и измерением их оптического сигнала (спектры флуоресценции или поглощения). Спектральные характеристики красителей предварительно откалиброваны как функция от V_m. Измерения МП показали, что некоторые клетки могут быть электрически возбудимыми, в таких возбудимых структурах в результате быстрого изменения МП вследствие резкого увеличения проводимости через ионные каналы формируются потенциалы действия (ПД). Примеры возбудимых клеток: нейроны, скелетные МВ, кардиомиоциты, ГМК, секреторные клетки поджелудочной железы.

 Величина МП существенно зависит от типа клеток и их размеров. Так, МП покоя плазмолеммы нервных клеток и кардиомиоцитов варьирует от –60 мВ до –90 мВ, плазмолеммы скелетного МВ — –90 мВ, ГМК около –55 мВ, эритроцитов примерно –10 мВ. Изменения величины МП описывают специальные термины: гиперполяризация (увеличение величины МП), деполяризация (уменьшение величины МП), реполяризация (увеличение величины МП после деполяризации).

 Равновесный потенциал. Из уравнения Нернста для проницаемого через мембрану иона Х значение потенциала Нернста (E_x) выражают следующим образом: