Биоэлектрические потенциалы клетки

1.

2. Электрическое поле

Электрическое поле существует вокруг
каждого электрического заряда. Оно имеет
две характеристики:
1. Силовая - напряженность Е .
Она численно равна силе, действующей на
единичный электрический заряд
2. Энергетическая - потенциал φ .
Он численно равен потенциальной энергии,
которой обладает единичный электрический
заряд

3.

4. Измерение электрического потенциала клетки

Для
измерения электрического
потенциала живой клетки
необходимо ввести один
электрод внутрь нее. Другой –
снаружи. Измеряют разность
электрических потенциалов
между ними.

5.

регистратор
напряжения
Мышца
лягушки
Микроэлектрод
пронизывающий
поверхность
мышечного волокна
(детальней)
Микроэлектрод

6.

Потенциометр
(осциллограф)
Микроэлектрод
наполненный
проводящим
солевым
раствором
электрод
сравнения
Цитозоль
Плазматическая
мембрана

7. Мембранный потенциал клетки

Мембранным
потенциалом
клетки называют разность
потенциалов между ее
цитоплазмой и внешней средой
( между внутренней и наружной
поверхностями ее плазматической мембраны)

8. Мембранный потенциал покоя

Потенциал
покоя: в состоянии
покоя цитоплазма клетки
всегда имеет отрицательный
потенциал по отношению к
окружающей клетку среде
(его величина – несколько
десятков милливольт)

9. Мембранный потенциал покоя

Электрод
сравнения
Внеклеточная жидкость
Цитозоль
Измерительный
прибор
Микроэлектрод

10. Состав ионов в клетке и внешней среде

11.

12.

Мембранный
потенциал клетки
обусловлен ионным составом
цитоплазмы.
В цитоплазме высока
концентрация калия, а снаружи –
натрия. Это результат активности
натрий-калиевого насоса, который
«выкачивает» из клетки натрий и
заменяет его калием.

13.

Мембранный
потенциал клетки зависит
от ионного состава цитоплазмы.
В цитоплазме высока концентрация
калия, а снаружи – натрия. Это
результат активности натрийкалиевого насоса, который
«выкачивает» из клетки натрий и
заменяет его калием.

14.

Снаружи

15. Различие проницаемости мембраны для натрия и калия

Проницаемость
плазматической мембраны в
покое для калия
значительно больше, чем
для натрия. PK >> PNa

16. Происхождение мембранного потенциала покоя

Под
действием разности концентраций
положительно заряженные ионы калия
пассивно перемещаются из клетки
наружу через калиевые каналы.
Поэтому
внутри клетки всегда
преобладают отрицательные ионы.
Благодаря этому потенциал
цитоплазмы в покое отрицательный.

17.

18.

разделение зарядов
мембраной
Градиенты ионной концентрации

19.

Потенциал покоя
Внутри
клетки
Снаружи

20.

21. Равновесие для ионов калия

Если
рассматривать только
диффузию калия, можно
допустить, что «химическая
сила» (разность концентраций)
и «электрическая сила»
(разность электрических
потенциалов) уравновешивают
друг друга.

22.

23.

Снаружи
Калиевый канал
Натриевый канал
Внутри

24. ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ

При
возбуждении нервной
и мышечной клеток в
плазматической
мембране возникают
электрические импульсы
– потенциалы действия

25. ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ

26. Потенциалы действия нервной и мышечных клеток

27. Фазы потенциала действия

28. Фазы потенциала действия

Деполяризация
мембраны
Овершут
Реполяризация
мембраны

29. Перемещение натрия и калия при возникновении потенциала действия

30.

Деполяризация
обусловлена
поступлением натрия внутрь
клетки.
Реполяризация
обусловлена
выходои калия из клетки

31.

32.

33. НЕРВНАЯ КЛЕТКА

34. РАСПРОСТРАНЕНИЕ НЕРВНОГО ИМПУЛЬСА

35.

36. МИЕЛИНОВАЯ ОБОЛОЧКА

37. РАСПРОСТРАНЕНИЕ НЕРВОГО ИМПУЛЬСА