Мембранный потенциал покоя. Современные представления о механизме его происхождения. Метод его регистрации.

Потенциал покоя (ПП) - это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхности мембраны в состоянии покоя, т.е. в покое мембрана поляризована.

Происхождение ПП обусловлено:

1. Неравномерным распределением ионов калия и натрия между цитоплазмой и межклеточной жидкостью.

В клетке - калия порядка 400 мкмоль/литр, вне клетки – 10, соответственно, натрия в клетке - 50 и 460 - вне клетки - в состоянии покоя.

2. Избирательная проницаемость клеточной мембраны в покое для натрия и калия.

В покое - высокая проницаемость для калия, а для натрия в покое она практически отсутствует небольшая.

В покое за счет процесса облегченной диффузии через неуправляемые медленные калиевые каналы за счет градиента концентрации - калий постоянно выходит из клетки во внеклеточное пространство, это формирует постоянный выходящий калиевый ток. Он является причиной разности потенциалов в покое и обуславливает ПП.

Постоянному выходящему калиевому току противодействует работа калиевая часть калий-натриего насоса, которая обеспечивает постоянное возвратное поступление 2 молекул калия из внешней среды в клетку. В покое скорости этих двух процессов невелики. В реальных условиях в клетке возникает некое равновесное состояние между выходящим калиевым током и входящим калиевым током. Это формирует некий равновесный потенциал /ЕК/, который формирует по существу ту реальную разность потенциалов, которая существует между наружной и внутренней поверхностью клетки, если бы ее создавал один вид ионов.

Его величина, описывается уравнением Нернста:

 

 

где: R - газовая постоянная, Т - абсолютная температура, F - число Фарадея, Ке - концентрация свободных ионов калия в наружном растворе, Кi - их концентрация в цитоплазме, n - валентность, ln - натуральный логарифм.

По этой формуле Нернста можно подсчитать вклад калия в формирование потенциала мембраны в состоянии покоя, а так же - возбуждения. Реально равновесный потенциал для калия в покое равен минус 90 милливольт. Натрий, его равновесный потенциал в покое - плюс 60 милливольт. Хлор, для него равновесный потенциал равен - минус 70.

 

Кровь и ее функции, количество и состав. Гематокрит. Плазма крови и ее физико-химические свойства. Осмотическое давление крови и ее функциональная роль. Регуляция постоянства осмотического давления крови.

Функции крови

Функции крови многообразны. Основными функциями крови являются транспортная, защитная и регуляторная, остальные функции, приписываемые системе крови, являются лишь производными основных ее функций. Все три основные функции крови связаны между собой и неотделимы друг от друга.

1) Это, прежде всего, в обобщенном виде, функции транспорта или переноса газов и веществ, необходимых для жизнедеятельности клеток или подлежащих удалению из организма. К ним относятся: дыхательная, питательная, интегративно-регуляторная и экскреторная функции.

2) Кровь выполняет в организме и защитную функцию, благодаря связыванию и нейтрализации токсических веществ, попадающих в организм, связыванию и разрушению инородных белковых молекул и чужеродных клеток, в том числе и инфекционного происхождения. Кровь является одной из основных сред, где осуществляются механизмы специфической защиты организма от чужеродных молекул и клеток, т.е. иммунитета.

3) Кровь участвует в регуляции всех видов обмена веществ и температурного гомеостазиса (перенос тепла от более нагретых органов к менее нагретым), является источником всех жидкостей, секретов и экскретов организма. Состав и свойства крови отражают сдвиги, происходящие в других жидкостях внутренней среды и клетках, в связи с чем, исследования крови являются важнейшим методом диагностики.

Гуморальная регуляция деятельности организма. В первую очередь связана с поступлением в циркулирующую кровь гормонов, биологически активных веществ и продуктов обмена. Благодаря регуляторной функции крови осуществляется сохранение постоянства внутренней среды организма, водного и солевого баланса тканей и температуры тела, контроль за интенсивностью обменных процессов, регуляция гемопоэза и других физиологических функций.

Количество или объем крови

Количество или объем крови у здорового человека находится в пределах 6-8 % массы тела (4 — 6 литров). Это состояние носит название нормоволемия. После избыточного приема воды объем крови может повышаться (гиперволемия), а при тяжелой физической работе в жарких цехах и избыточном потоотделении — падать (гиповолемия).

Поскольку кровь состоит из клеток и плазмы, общий объем крови также складывается из объема плазмы и объема клеточных элементов. Часть объема крови, приходящаяся на клеточную часть крови, получила название гематокрит (рис. 2.3.).

У здоровых мужчин гематокрит находится в пределах 44-48%, а у женщин — 41-45%. Благодаря наличию многочисленных механизмов регуляции объема крови и объема плазмы (волюморецепторные рефлексы, жажда, нервные и гуморальные механизмы изменения всасывания и выделения воды и солей, регуляция белкового состава крови, регуляция эритропоэза и др.) гематокрит является относительно жесткой гомеостатической константой и его длительное и стойкое изменение возможно лишь в условиях высокогорья, когда приспособление к низкому парциальному давлению кислорода усиливает эритропоэз и, соответственно, повышает долю объема крови, приходящуюся на клеточные элементы.

Нормальные величины гематокрита и, соответственно, объема клеточных элементов называют нормоцитемией.

Увеличение объема, занимаемого клетками крови, называют полицитемией,

Уменьшение — олигоцитемией

 

Билет 5