ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ И ЕГО ПРИРОДА.

Термином мембранный потенциал или ПП принято называть трансмембранную разность потенциалов, существующую между цитоплазмой и окружающей средой (наружным раствором). Когда клетка находится в состоянии физиологического покоя, её внутренний потенциал электроотрицателен по отношению к наружному. У различных клеток потенциал варьирует от −50 до −90 мВ. Измерение ПП: техника внутриклеточных микроэлектродов.

Природа ПП. В состоянии физиологического покоя мембрана больше проницаема (в 25 раз) для ионов К⁺, чем для ионов Na⁺ и Cl^-. Следовательно, К⁺ устремляется из клетки по градиенту концентрации в наружную среду. Большие органические анионы не могут пройти через мембрану и поэтому не способны сопровождать ионы К⁺. В этом случае каждый выходящий ион К⁺ будет оставлять после себя в клетке отрицательный заряд. Такое движение ионов К⁺ по законам диффузии будет происходить до тех пор, пока их концентрация по обе стороны мембраны не выровняется. Но разности потенциалов в этом случае ещё сформироваться не может. Подключается механизм ионного насоса, который постоянно поддерживает градиент концентрации ионов К⁺ и, таким образом, обеспечивает постоянное движение ионов К⁺ через систему ионных каналов мембраны клетки. В результате между внутренней и внешней поверхностями клетки возникает разность потенциалов, которая, если учитывать только движение ионов К⁺, согласно формуле Нернста равна:

Однако мембрана проницаема и для ионов Na⁺ и Cl^-, хотя очень незначительно. Это снижает величину ПП до −80 −70 мВ.

Как это происходит, наглядно демонстрирует формула Ходжкина-Катца:

,

где учитывается не только концентрация всех потенциалобразующих ионов, но и проницаемость мембраны для них в данном состоянии клетки.

В результате всего описанного, мембрана в покое находится в состоянии статической (постоянной) поляризации, внутри клетка заряжается элеткроотрицательно по отношению к наружной поверхности мембраны.

При нанесении на клетку мышечной ткани или нервное волокно порогового раздражения мембранный потенциал начинает изменяться, что называется состоянием деполяризации, в результате которой происходит перезарядка мембраны и формирование ПД – потенциала действия, который отражает наличие в клетке или нервном волокне процесса возбуждения.