ТРАНСПОРТ ИОНОВ В ВОЗБУДИМЫХ МЕМБРАНАХ

Человеческое тело - это сложная система, где ионы выступают в роли перевозчиков, обеспечивающих возбудимость мембраны.

Иван Петрович Павлов

АННОТАЦИЯ

В статье описан потенциал действия в возбудимых мембранах, который представляет собой быстрое изменение электрического потенциала через клеточную мембрану. Появление потенциала действия вызывается открытием и закрытием ионных каналов в ответ на стимулы. Потенциал действия является важным процессом в физиологических функциях и когнитивных процессах. Текст также рассказывает о проводимости каналов и воротных токах.

Ключевые слова: транспорт ионов в возбудимых мембранах, потенциал действия в возбудимых мембранах, проводимость каналов. воротные токи, распространение нервного импульса.

Физика транспорта ионов в возбудимых мембранах представляет собой сложную и захватывающую область, которая включает в себя множество принципов от электростатики до термодинамики и кинетики. Понимание этих принципов является ключом к пониманию того, как функционирует нервная система, и может иметь важное значение для лечения неврологических расстройств в будущем.

1. Транспорт ионов в возбудимых мембранах. Потенциал действия транспорта ионов в возбудимых мембранах представляет собой быстрое и кратковременное изменение электрического потенциала через клеточную мембрану. Это изменение запускается открытием и закрытием различных типов ионных каналов в ответ на различные стимулы, такие как нейротрансмиттеры, гормоны и изменения мембранного потенциала. Во время потенциала действия мембранный потенциал клетки быстро деполяризуется, поскольку положительно заряженные ионы, такие как натрий (Na+), устремляются в клетку через потенциал зависимые ионные каналы. Потенциал действия является критическим процессом во многих физиологических функциях, таких как мышечное сокращение и нервная проводимость. Это также важно для когнитивных процессов более высокого порядка, таких как обучение и память.
2. Потенциал действия в возбудимых мембранах. Потенциал действия — это электрический сигнал, генерируемый в возбудимых мембранах, таких как нервные и мышечные клетки, который обеспечивает связь и передачу информации по всему телу. Это вызвано движением ионов через клеточную мембрану, которое изменяет мембранный потенциал. При определенном пороге мембранный потенциал достигает критического значения, вызывая быстрый приток ионов натрия и отток ионов калия. Это вызывает резкий всплеск мембранного потенциала, который является потенциалом действия. Потенциал действия — это критический процесс коммуникации и координации в нервной системе, обеспечивающий передачу информации между нейронами и от нейронов к мышцам.
3. Проводимость каналов. Воротные токи. Проводимость канала — это мера легкости, с которой электрический ток может течь по каналу, например, по полупроводниковому каналу в полевом транзисторе (FET). Проводимость канала определяется свойствами материала канала и электрическим полем, приложенным к каналу.
4. С другой стороны, токи затвора относятся к электрическим токам, которые втекают или выходят из электрода затвора полевого транзистора. Эти токи обычно очень малы, но они могут повлиять на работу транзистора и вызвать нежелательные эффекты, такие как утечка затвора или самонагрев. Затворные токи могут быть вызваны различными механизмами, такими как туннелирование электронов, поверхностная рекомбинация или инжекция горячих носителей.
5. Распространение нервного импульса. Распространение нервного импульса или потенциала действия происходит, когда стимул или электрический сигнал вызывает изменение мембранного потенциала покоя нейрона, что приводит к открытию потенциалзависимых ионных каналов. Это обеспечивает приток положительно заряженных ионов натрия (Na+) в нейрон, вызывая быструю деполяризацию мембранного потенциала. Как только мембранный потенциал достигает порогового уровня, он запускает реакцию «все или ничего», что приводит к открытию большего количества натриевых каналов и быстрому притоку Na+ в нейрон, создавая петлю положительной обратной связи.

Список литературы:

1. Биофизика: лабораторный практикум / Л.Ф. Добро, Н.М. Богатов. Краснодар: Кубанский. гос. ун-т, 2011- 106 c.
2. Электрогенез биомембран и механизмы мембранной сигнализации: [Текст] : учеб. пособие [по курсу «Биологические мембраны» для студ. направл. подг. 051401 «Биотехнология», в т. ч. иностр. студ.] / А. Н. Огурцов, О. Н. Близнюк. – Харьков : НТУ «ХПИ», 2010. – 224 с. – На рус. Яз.