А. Электрохимический градиент

В то время как искусственная липидная мембрана для ионов практически не проницаема, биологические мембраны содержат «ионные каналы», по которым отдельные ионы избирательно проникают через мембрану (см. Транспортные процессы). Проницаемость и полярность мембраны зависят от электрохимического градиента, то есть от концентраций ионов по обе стороны мембраны (концентрационного градиента) и от разности электрических потенциалов между внутренней и внешней сторонами мембраны (мембранного потенциала).

В состоянии покоя клеток мембранный потенциал (потенциал покоя, см. Потенциал покоя и потенциал действия) составляет от −0,05 до −0,09 В, то есть на внутренней стороне плазматической мембраны преобладает избыток отрицательных зарядов. Потенциал покоя обеспечивается прежде всего катионами Na+ и K+, а также органическими анионами и ионом Cl- (1). Концентрации снаружи и внутри клетки и коэффициенты проницаемости этих ионов приведены в таблице (2).

Распределение ионов между внешней средой и внутренним объёмом клетки описывается уравнением Нернста (3), где ΔΨG — трансмембранный потенциал (в вольтах, В), то есть разность электрических потенциалов между двумя сторонами мембраны при отсутствии транспорта ионов через мембрану (потенциал равновесия). Для одновалентных ионов при 25°С множитель RT/Fn равен 0,026 В. Вместе с тем из таблицы (2) следует, что для ионов K+ ΔΨG примерно равно −0,09 В, т. е. величина того же порядка, что и потенциал покоя. Для ионов Na+, напротив, ΔΨG ≈ +0,07 В, то есть выше, чем потенциал покоя. Поэтому ионы Na+ поступают в клетку при открытии Na+-канала. Неравенство концентраций ионов Na+ и K+ постоянно поддерживается Na+/K+-АТФ-азой при расходовании АТФ (см. Транспортные белки).


Метаболизм. Энергетика / Сохранение энергии на мембранах

Статьи раздела «Сохранение энергии на мембранах»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Молекулярная биология процессов развития / Книга представляет собой полную сводку современных знаний о молекулярных основах процессов развития. В ней рассматриваются изменения содержания, состава и скорости синтеза ДНК, РНК и белков на двух основных этапах развития — оогенеза и эмбриогенеза. Книга предназначена для специалистов по молекулярнМолекулярная биология процессов развития
Книга представляет собой полную сводку современных знаний о молекулярных ...
Афинная модификация биополимеров / Монография посвящена одному из самых информативных методов физико-химической биологии — афинной модификации белков, нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов. В ней излагаются теоретические основы метода и рассматриваются особенности приложения метода к ряду наиболее интенсивно изучаемых с его помощью биАфинная модификация биополимеров
Монография посвящена одному из самых информативных методов физико-химической ...
Введение в биофизическую химию / Книга представляет собой руководство по биофизической химии, в котором кратко и вместе с тем доступно изложены принципы и методы физических и физико-химических исследований биологических макромолекул (белков, нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов). В ней приведены сведения о самых разнообразных свойсВведение в биофизическую химию
Книга представляет собой руководство по биофизической химии, в котором кратко и ...
Молекулярная биология. Проблемы и перспективы / В книге собраны лучшие из современных методов выделения и анализа важнейшего класса биохимических соединений — нуклеиновых кислот. Её составители выбрали и систематизировали наиболее надёжные и апробированные методы из множества разработанных за последние годы принципиально новых методов выделения иМолекулярная биология. Проблемы и перспективы
В книге собраны лучшие из современных методов выделения и анализа важнейшего ...