Понятие «мембранный потенциал»

Биологическую мембрану можно рассматривать как электрический конденсатор, в котором пластинами являются электролиты наружного и внутреннего растворов (внеклеточного и цитоплазмы) с погруженными в них "головами" липидных молекул. Проводники разделены диэлектрическим слоем, образованным неполярной частью липидных молекул — двойным слоем их "хвостов" (рис. ).

Мембрана как электрический конденсатор способна накапливать электрические заряды и использоваться клеткой в качестве элемента с сосредоточенной электрической емкостью.

Что такое «мембранный потенциал»? Мембранный потенциал (МП) – это разность потенциалов, существующую между цитоплазмой (φ_вн) и окружающим клетку наружным раствором (φ_нар).

МП = φ_вн - φ_нар

При электрофизиологических исследованиях способы регистрации потенциалов вообще и мембранного потенциала в частности принято делить на униполярные (или монополярные) и биполярные. В первом случае используется один активный (референтный) электрод, во втором два. Необходимо подчеркнуть, что термин «униполярный» способ весьма условен, поскольку всегда регистрируется разность потенциала, а не абсолютное значение.

При измерении мембранного потенциала активный электрод располагают внутри клетки, пассивный – снаружи.

В электрофизиологии принято задавать потенциал окружающей клетку среды (наружной поверхности мембраны) и придавать ему значение «0 мВ».

Если потенциал наружной поверхности мембраны равен –5 мВ, а внутренней –95 мВ, мембранный потенциал будет равен -90 мВ. Т.е. потенциал внутри клетки будет меньше наружного потенциала на 90 мВ.

Решите следующие задачи:

Чему будет равен мембранный потенциал, если относительно Земли потенциал наружной поверхности мембраны равен +5 мВ, а внутренней –95 мВ? Ответ - -100 мВ.

Мембранный потенциал равен –90. Чему он был бы равен потенциал наружной поверхности мембраны, если бы за нулевой потенциал мы бы приняли потенциал внутренней поверхности мембраны? Конечно +90.