साइटोप्लाज्म में सोडियम आयनों की सांद्रता। बाह्य पोटेशियम एकाग्रता (के) में परिवर्तन। हमें यह जानने की आवश्यकता क्यों है कि विश्राम क्षमता क्या है

अपने मुख्य कार्यों के एक न्यूरॉन द्वारा पूर्ति - एक तंत्रिका आवेग की पीढ़ी, चालन और संचरण मुख्य रूप से संभव हो जाता है क्योंकि कोशिका के अंदर और बाहर कई आयनों की एकाग्रता में काफी अंतर होता है। आयन K+, Na+, Ca2+, Cl- का यहाँ सबसे अधिक महत्व है। बाहर की तुलना में कोशिका में 30-40 गुना अधिक पोटेशियम होता है, और लगभग 10 गुना कम सोडियम। इसके अलावा, कोशिका में अंतरकोशिकीय माध्यम की तुलना में बहुत कम क्लोराइड और मुक्त कैल्शियम आयन होते हैं।

सोडियम और पोटेशियम की सांद्रता के बीच का अंतर एक विशेष जैव रासायनिक तंत्र द्वारा बनाया जाता है जिसे कहा जाता है सोडियम-पोटेशियम पंप. यह एक प्रोटीन अणु है जो न्यूरॉन झिल्ली (चित्र 6) में एम्बेडेड है और सक्रिय रूप से आयनों का परिवहन करता है। एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड) की ऊर्जा का उपयोग करते हुए, ऐसा पंप 3: 2 के अनुपात में पोटेशियम के लिए सोडियम का आदान-प्रदान करता है। सेल से तीन सोडियम आयनों को पर्यावरण में और दो पोटेशियम आयनों को विपरीत दिशा में स्थानांतरित करने के लिए (यानी एकाग्रता के विरुद्ध) ग्रेडिएंट), एक अणु की ऊर्जा के लिए एटीपी की आवश्यकता होती है।

जब न्यूरॉन्स परिपक्व होते हैं, तो सोडियम-पोटेशियम पंप उनकी झिल्ली में एम्बेडेड होते हैं (200 ऐसे अणु प्रति 1 माइक्रोन 2 में स्थित हो सकते हैं), जिसके बाद पोटेशियम आयनों को तंत्रिका कोशिका में पंप किया जाता है और सोडियम आयनों को इससे हटा दिया जाता है। नतीजतन, सेल में पोटेशियम आयनों की एकाग्रता बढ़ जाती है, और सोडियम कम हो जाता है। इस प्रक्रिया की गति बहुत अधिक हो सकती है: प्रति सेकंड 600 Na+ आयन तक। वास्तविक न्यूरॉन्स में, यह निर्धारित किया जाता है, सबसे पहले, इंट्रासेल्युलर Na + की उपलब्धता से और जब यह बाहर से प्रवेश करता है तो तेजी से बढ़ता है। दो प्रकार के आयनों में से किसी की अनुपस्थिति में, पंप का संचालन बंद हो जाता है, क्योंकि यह केवल बाह्यकोशिकीय K+ के लिए इंट्रासेल्युलर Na+ के आदान-प्रदान की प्रक्रिया के रूप में आगे बढ़ सकता है।

समान परिवहन प्रणालियाँ Cl- और Ca2+ आयनों के लिए भी मौजूद हैं। इस मामले में, क्लोराइड आयनों को साइटोप्लाज्म से अंतरकोशिकीय वातावरण में हटा दिया जाता है, और कैल्शियम आयनों को आमतौर पर सेलुलर ऑर्गेनेल - माइटोकॉन्ड्रिया और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के चैनलों में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

एक न्यूरॉन में होने वाली प्रक्रियाओं को समझने के लिए यह जानना आवश्यक है कि कोशिका झिल्ली में आयन चैनल होते हैं, जिनकी संख्या आनुवंशिक रूप से निर्धारित होती है। आयन चैनलझिल्ली में एम्बेडेड एक विशेष प्रोटीन अणु में एक छेद है। एक प्रोटीन अपनी रचना (स्थानिक विन्यास) को बदल सकता है, जिसके परिणामस्वरूप चैनल एक खुली या बंद अवस्था में होता है। ऐसे चैनलों के तीन मुख्य प्रकार हैं:

- स्थायी रूप से खुला;

- वोल्टेज-निर्भर (वोल्टेज-निर्भर, इलेक्ट्रोसेंसिटिव) - ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर के आधार पर चैनल खुलता और बंद होता है, अर्थात। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की बाहरी और आंतरिक सतहों के बीच संभावित अंतर;

- कीमो-डिपेंडेंट (लिगैंड-डिपेंडेंट, केमोसेंसिटिव) - चैनल प्रत्येक चैनल के लिए विशिष्ट एक या दूसरे पदार्थ के प्रभाव के आधार पर खुलता है।

माइक्रोइलेक्ट्रोड तकनीक का उपयोग तंत्रिका कोशिका में विद्युत प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। माइक्रोइलेक्ट्रोड एक एकल न्यूरॉन या तंत्रिका फाइबर में विद्युत प्रक्रियाओं को रिकॉर्ड करना संभव बनाते हैं। आमतौर पर ये ग्लास केशिकाएं होती हैं, जिनका व्यास 1 माइक्रोन से कम होता है, जो विद्युत प्रवाहकीय घोल (उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोराइड) से भरी होती हैं।

यदि दो इलेक्ट्रोड सेल की सतह पर रखे जाते हैं, तो उनके बीच कोई संभावित अंतर दर्ज नहीं किया जाता है। लेकिन अगर इलेक्ट्रोड में से एक न्यूरॉन के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली को छेदता है (यानी, इलेक्ट्रोड की नोक आंतरिक वातावरण में होगी), वाल्टमीटर लगभग -70 एमवी (चित्र 7) तक संभावित उछाल दर्ज करेगा। इस क्षमता को झिल्ली क्षमता कहा जाता है। यह न केवल न्यूरॉन्स में, बल्कि शरीर की अन्य कोशिकाओं में कम स्पष्ट रूप में भी दर्ज किया जा सकता है। लेकिन केवल तंत्रिका, मांसपेशियों और ग्रंथियों की कोशिकाओं में, उत्तेजना की कार्रवाई के जवाब में झिल्ली क्षमता बदल सकती है। इस मामले में, कोशिका की झिल्ली क्षमता, जो किसी उत्तेजना से प्रभावित नहीं होती है, कहलाती है विराम विभव(पीपी)। विभिन्न तंत्रिका कोशिकाओं में, PP का मान भिन्न होता है। यह -50 से -100 एमवी तक है। इस पीपी का क्या कारण है?

न्यूरॉन की प्रारंभिक (पीपी के विकास से पहले) अवस्था को आंतरिक आवेश से रहित माना जा सकता है, अर्थात बड़े कार्बनिक आयनों की उपस्थिति के कारण कोशिका के साइटोप्लाज्म में धनायनों और ऋणायनों की संख्या बराबर होती है, जिसके लिए न्यूरॉन झिल्ली अभेद्य होती है। वास्तव में, तंत्रिका ऊतक के भ्रूण के विकास के प्रारंभिक चरण में ऐसी तस्वीर देखी जाती है। फिर, जैसे ही यह परिपक्व होता है, संश्लेषण को ट्रिगर करने वाले जीन चालू हो जाते हैं। के+ चैनल स्थायी रूप से खोलें. झिल्ली में उनके समामेलन के बाद, K+ आयन विसरण के कारण मुक्त रूप से कोशिका से बाहर निकलने में सक्षम होते हैं (जहां उनमें से कई होते हैं) अंतरकोशिकीय वातावरण में (जहां उनकी संख्या बहुत कम होती है)।

लेकिन इससे कोशिका के अंदर और बाहर पोटेशियम सांद्रता का संतुलन नहीं होता है, क्योंकि। उद्धरणों की रिहाई इस तथ्य की ओर ले जाती है कि अधिक से अधिक गैर-क्षतिपूर्ति नकारात्मक चार्ज सेल में बने रहते हैं। यह एक विद्युत क्षमता के गठन का कारण बनता है जो नए सकारात्मक रूप से आवेशित आयनों की रिहाई को रोकता है। नतीजतन, पोटेशियम की रिहाई तब तक जारी रहती है जब तक कि पोटेशियम की एकाग्रता का बल, जिसके कारण यह कोशिका को छोड़ देता है, और इसे रोकने वाले विद्युत क्षेत्र की क्रिया संतुलित होती है। नतीजतन, सेल के बाहरी और आंतरिक वातावरण, या संतुलन पोटेशियम क्षमता के बीच एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है, जिसे वर्णित किया गया है नर्नस्ट समीकरण:

EK = (RT / F) (ln [K+]o / [K+ ]i),

जहाँ R गैस स्थिरांक है, T परम तापमान है, F फैराडे संख्या है, [K+]o बाह्य विलयन में पोटेशियम आयनों की सांद्रता है, [K+ ]i कोशिका में पोटेशियम आयनों की सांद्रता है।

समीकरण निर्भरता की पुष्टि करता है, जिसे तार्किक तर्क से भी प्राप्त किया जा सकता है - बाहरी और आंतरिक वातावरण में पोटेशियम आयनों की सांद्रता में अंतर जितना अधिक होगा, उतना अधिक (पूर्ण मूल्य में) पीपी।

विशाल स्क्वीड एक्सन पर पीपी का शास्त्रीय अध्ययन किया गया। उनका व्यास लगभग 0.5 मिमी है, इसलिए अक्षतंतु (एक्सोप्लाज्म) की पूरी सामग्री को बिना किसी समस्या के हटाया जा सकता है और अक्षतंतु को पोटेशियम समाधान से भरा जा सकता है, जिसकी एकाग्रता इसकी इंट्रासेल्युलर एकाग्रता से मेल खाती है। अक्षतंतु को ही अंतरकोशिकीय माध्यम के अनुरूप सांद्रता वाले पोटेशियम घोल में रखा गया था। उसके बाद, RI रिकॉर्ड किया गया, जो -75 mV निकला। इस मामले के लिए नर्नस्ट समीकरण द्वारा गणना की गई संतुलन पोटेशियम क्षमता प्रयोग में प्राप्त के बहुत करीब निकली।

लेकिन ट्रू एक्सोप्लाज्म से भरे स्क्वीड एक्सोन में आरआई लगभग -60 mV है . 15 एमवी अंतर कहां से आता है? यह पता चला कि पीपी के निर्माण में न केवल पोटेशियम आयन, बल्कि सोडियम आयन भी शामिल हैं। तथ्य यह है कि पोटेशियम चैनलों के अलावा, न्यूरॉन झिल्ली भी होते हैं स्थायी रूप से सोडियम चैनल खोलें. पोटेशियम वाले की तुलना में उनमें से बहुत कम हैं, हालांकि, झिल्ली अभी भी थोड़ी मात्रा में Na + आयनों को सेल में प्रवेश करने की अनुमति देती है, और इसलिए, अधिकांश न्यूरॉन्स में, RP -60-(-65) mV है। सोडियम की धारा भी कोशिका के अंदर और बाहर इसकी सांद्रता के अंतर के समानुपाती होती है - इसलिए, यह अंतर जितना छोटा होता है, PP का निरपेक्ष मान उतना ही अधिक होता है। सोडियम करंट भी पीपी पर ही निर्भर करता है। इसके अलावा, बहुत कम मात्रा में Cl- आयन झिल्ली के माध्यम से विसरित होते हैं। इसलिए, वास्तविक पीपी की गणना करते समय, नर्नस्ट समीकरण को सेल के अंदर और बाहर सोडियम और क्लोरीन आयनों की सांद्रता पर डेटा के साथ पूरक किया जाता है। इस मामले में, परिकलित संकेतक प्रयोगात्मक लोगों के बहुत करीब हो जाते हैं, जो न्यूरॉन झिल्ली के माध्यम से आयनों के प्रसार द्वारा पीपी की उत्पत्ति की व्याख्या की शुद्धता की पुष्टि करता है।

इस प्रकार, आराम की क्षमता का अंतिम स्तर बड़ी संख्या में कारकों की बातचीत से निर्धारित होता है, जिनमें से मुख्य धाराएँ K +, Na + और सोडियम-पोटेशियम पंप की गतिविधि हैं। पीपी का अंतिम मूल्य इन प्रक्रियाओं के गतिशील संतुलन का परिणाम है। उनमें से किसी पर कार्य करके, पीपी के स्तर को स्थानांतरित करना संभव है और तदनुसार, तंत्रिका कोशिका की उत्तेजना का स्तर।

ऊपर वर्णित घटनाओं के परिणामस्वरूप, झिल्ली लगातार ध्रुवीकरण की स्थिति में है - इसकी अंदर की तरफबाहर के संबंध में नकारात्मक रूप से चार्ज किया गया। संभावित अंतर को कम करने की प्रक्रिया (यानी, निरपेक्ष मूल्य में पीपी को कम करना) को विध्रुवण कहा जाता है, और इसकी वृद्धि (पूर्ण मूल्य में पीपी को बढ़ाना) को हाइपरप्लोरीकरण कहा जाता है।

प्रकाशन दिनांक: 2015-10-09; पढ़ें: 361 | पृष्ठ कॉपीराइट उल्लंघन

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2-1। आराम करने वाली झिल्ली क्षमता है:

1) कार्यात्मक आराम की स्थिति में कोशिका झिल्ली की बाहरी और आंतरिक सतहों के बीच संभावित अंतर *

2) उत्तेजनीय ऊतकों की केवल कोशिकाओं की एक विशेषता

3) 90-120 mV के आयाम के साथ कोशिका झिल्ली आवेश का तीव्र उतार-चढ़ाव

4) झिल्ली के उत्तेजित और अप्रकाशित वर्गों के बीच संभावित अंतर

5) झिल्ली के क्षतिग्रस्त और क्षतिग्रस्त वर्गों के बीच संभावित अंतर

2-2। शारीरिक आराम की स्थिति में, बाहरी एक के संबंध में एक उत्तेजनीय कोशिका की झिल्ली की आंतरिक सतह चार्ज होती है:

1) सकारात्मक

2) साथ ही झिल्ली की बाहरी सतह

3) नकारात्मक*

4) कोई शुल्क नहीं है

5) कोई सही उत्तर नहीं है

2-3। सकारात्मक बदलाव (कमी) झिल्ली क्षमताकिसी उद्दीपक की क्रिया के अधीन विश्राम कहलाता है :

1) हाइपरपोलराइजेशन

2) पुनर्ध्रुवीकरण

3) उत्कर्ष

4) विध्रुवण *

5) स्थैतिक ध्रुवीकरण

2-4। रेस्टिंग मेम्ब्रेन पोटेंशियल में एक नकारात्मक बदलाव (वृद्धि) को कहा जाता है:

1) विध्रुवण

2) पुनर्ध्रुवीकरण

3) हाइपरपोलराइजेशन*

4) उत्थान

5) प्रत्यावर्तन

2-5। ऐक्शन पोटेंशिअल (रिपोलराइजेशन) का अवरोही चरण आयनों के लिए झिल्ली पारगम्यता में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है:

2) कैल्शियम

2-6। कोशिका के अंदर, अंतरकोशिकीय द्रव की तुलना में, आयनों की सांद्रता अधिक होती है:

3) कैल्शियम

2-7। एक्शन पोटेंशिअल के विकास के दौरान पोटेशियम करंट में वृद्धि का कारण बनता है:

1) झिल्ली का तीव्र पुनर्ध्रुवीकरण*

2) झिल्ली विध्रुवण

3) मेम्ब्रेन पोटेंशियल रिवर्सल

4) ट्रेस विध्रुवण

5) स्थानीय विध्रुवण

2-8। कोशिका झिल्ली के तेज़ सोडियम चैनलों की पूर्ण नाकाबंदी के साथ, निम्नलिखित देखा गया है:

1) कम उत्तेजना

2) क्रिया क्षमता के आयाम में कमी

3) पूर्ण अपवर्तनीयता*

4) उत्थान

5) ट्रेस विध्रुवण

2-9। कोशिका झिल्ली के भीतरी भाग पर ऋणात्मक आवेश विसरण के परिणामस्वरूप बनता है:

1) सेल से K+ और K-Na पंप का इलेक्ट्रोजेनिक फंक्शन *

2) Na+ कोशिका में

3) C1 - सेल से

4) Ca2+ कोशिका में

5) कोई सही उत्तर नहीं है

2-10। शेष विभव का मान आयन के लिए साम्यावस्था विभव के मान के निकट है:

3) कैल्शियम

2-11। ऐक्शन पोटेंशिअल का बढ़ता चरण आयन पारगम्यता में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है:

2) कोई सही उत्तर नहीं है

3) सोडियम*

2-12। आराम करने वाली झिल्ली क्षमता की कार्यात्मक भूमिका निर्दिष्ट करें:

1) इसका विद्युत क्षेत्र प्रोटीन चैनलों और झिल्ली एंजाइमों की स्थिति को प्रभावित करता है*

2) सेल उत्तेजना में वृद्धि की विशेषता है

3) तंत्रिका तंत्र में एन्कोडिंग सूचना की मुख्य इकाई है

4) डायाफ्राम पंपों के संचालन को सुनिश्चित करता है

5) सेल उत्तेजना में कमी की विशेषता है

2-13। एक विशिष्ट प्रतिक्रिया के साथ उत्तेजनाओं की कार्रवाई का जवाब देने के लिए कोशिकाओं की क्षमता, तेजी से, प्रतिवर्ती झिल्ली विध्रुवण और चयापचय में परिवर्तन की विशेषता है, कहा जाता है:

1) चिड़चिड़ापन

2) उत्तेजना*

3) देयता

4) चालकता

5) स्वचालन

2-14। जैविक झिल्ली, बाह्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के स्वागत के कारण इंट्रासेल्युलर सामग्री और इंट्रासेल्युलर प्रतिक्रियाओं में परिवर्तन में भाग लेते हुए, कार्य करते हैं:

1) बाधा

2) रिसेप्टर-नियामक *

3) परिवहन

4) कोशिका विभेदन

2-15। किसी प्रतिक्रिया के घटित होने के लिए आवश्यक और पर्याप्त न्यूनतम उद्दीपक बल कहलाता है:

1) दहलीज*

2) सुपरथ्रेशोल्ड

3) सबमैक्सिमल

4) सबथ्रेशोल्ड

5) अधिकतम

2-16। जलन की दहलीज में वृद्धि के साथ, सेल की उत्तेजना:

1) बढ़ा

2) घटा*

3) नहीं बदला है

4) सब कुछ सही है

5) कोई सही उत्तर नहीं है

2-17। जैविक झिल्ली, गैर-विद्युत और विद्युत प्रकृति के बाहरी उत्तेजनाओं के जैव-विद्युत संकेतों में रूपांतरण में भाग लेते हुए, मुख्य रूप से कार्य करते हैं:

1) बाधा

2) नियामक

3) कोशिका विभेदन

4) परिवहन

5) एक्शन पोटेंशिअल जनरेशन*

2-18। कार्रवाई क्षमता है:

1) एक स्थिर क्षमता जो झिल्ली पर स्थापित होती है जब दो बल संतुलन में होते हैं: प्रसार और इलेक्ट्रोस्टैटिक

2) कार्यात्मक आराम की स्थिति में सेल की बाहरी और आंतरिक सतहों के बीच की क्षमता

3) तेजी से, सक्रिय रूप से प्रसार, झिल्ली क्षमता के चरण में उतार-चढ़ाव, एक नियम के रूप में, झिल्ली को रिचार्ज करके *

4) सबथ्रेशोल्ड उत्तेजना की कार्रवाई के तहत झिल्ली क्षमता में मामूली बदलाव

5) लंबे समय तक, झिल्ली का संचयी विध्रुवण

2-19। ऐक्शन पोटेंशिअल के विध्रुवण चरण में Na+ के लिए झिल्ली पारगम्यता:

1) तेजी से बढ़ता है और एक शक्तिशाली सोडियम करंट कोशिका में प्रवेश करता है *

2) तेजी से घटता है और सेल छोड़ने वाला एक शक्तिशाली सोडियम करंट दिखाई देता है

3) महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलता है

4) सब कुछ सही है

5) कोई सही उत्तर नहीं है

2-20। सिनैप्टिक अंत में न्यूरोट्रांसमीटर की रिहाई में भाग लेने वाली जैविक झिल्लियां मुख्य रूप से कार्य करती हैं:

1) बाधा

2) नियामक

3) इंटरसेलुलर इंटरेक्शन*

4) रिसेप्टर

5) क्रिया क्षमता उत्पादन

2-21। आणविक तंत्र जो साइटोप्लाज्म से सोडियम आयनों को हटाने और साइटोप्लाज्म में पोटेशियम आयनों की शुरूआत को सुनिश्चित करता है, कहलाता है:

1) वोल्टेज-गेटेड सोडियम चैनल

2) गैर-विशिष्ट सोडियम-पोटेशियम चैनल

3) केमोडिपेंडेंट सोडियम चैनल

4) सोडियम-पोटेशियम पंप*

5) रिसाव चैनल

2-22। सांद्रता प्रवणता के साथ झिल्ली के माध्यम से आयनों के संचलन की प्रणाली, नहींऊर्जा के प्रत्यक्ष व्यय की आवश्यकता को कहा जाता है:

1) पिनोसाइटोसिस

2) निष्क्रिय परिवहन*

3) सक्रिय परिवहन

4) सोखना

5) एक्सोसाइटोसिस

2-23। झिल्ली क्षमता का वह स्तर जिस पर क्रिया क्षमता उत्पन्न होती है, कहलाती है:

1) आराम करने वाली झिल्ली क्षमता

2) विध्रुवण का महत्वपूर्ण स्तर*

3) हाइपरपोलराइजेशन का पता लगाएं

4) शून्य स्तर

5) ट्रेस विध्रुवण

2-24। एक उत्तेजनीय कोशिका में आराम करने वाली झिल्ली क्षमता के साथ बाह्य वातावरण में K + की सांद्रता में वृद्धि के साथ, निम्नलिखित घटित होंगे:

1) विध्रुवण*

2) हाइपरपोलराइजेशन

3) ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर नहीं बदलेगा

4) ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर का स्थिरीकरण

5) कोई सही उत्तर नहीं है

2-25। तेज़ सोडियम चैनल अवरोधक के संपर्क में आने पर सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तन होगा:

1) विध्रुवण (विश्राम क्षमता में कमी)

2) हाइपरपोलराइजेशन (बढ़ी हुई आराम क्षमता)

3) ऐक्शन पोटेंशिअल के विध्रुवण चरण की तीव्रता में कमी *

4) ऐक्शन पोटेंशिअल के पुनर्ध्रुवीकरण चरण को धीमा करना

5) कोई सही उत्तर नहीं है

3. जलन के मुख्य पैटर्न

उत्तेजक ऊतक

3-1। वह नियम जिसके अनुसार, उद्दीपन की शक्ति में वृद्धि के साथ, प्रतिक्रिया धीरे-धीरे बढ़ती है जब तक कि यह अधिकतम तक नहीं पहुंच जाती, कहलाती है:

1) "सब कुछ या कुछ नहीं"

2) शक्ति-अवधि

3) आवास

4) बल (शक्ति संबंध) *

5) ध्रुवीय

3-2। कानून जिसके अनुसार एक उत्तेजक संरचना अधिकतम संभव प्रतिक्रिया के साथ दहलीज और सुप्राथ्रेशोल्ड उत्तेजनाओं का जवाब देती है, कहलाती है:

2) "सब कुछ या कुछ नहीं" *

3) शक्ति-अवधि

4) आवास

5) ध्रुवीय

3–3। वह न्यूनतम समय जिसके दौरान रियोबेस के दोगुने (दहलीज बल के दोगुने) के बराबर धारा उत्तेजन का कारण बनती है, कहलाती है:

1) अच्छा समय

2) आवास

3) अनुकूलन

4) क्रोनेक्सिया*

5) देयता

3-4। संरचना बल के नियम का पालन करती है:

1) हृदय की मांसपेशी

2) एकल तंत्रिका फाइबर

3) एकल मांसपेशी फाइबर

4) संपूर्ण कंकाल पेशी*

5) एकल तंत्रिका कोशिका

कानून "सभी या कुछ नहीं" संरचना का पालन करता है:

1) पूरे कंकाल की मांसपेशी

2) तंत्रिका ट्रंक

3)हृदय पेशी*

4) चिकनी पेशी

5) तंत्रिका केंद्र

3-6। धीरे-धीरे बढ़ते उद्दीपन के प्रति ऊतक का अनुकूलन कहलाता है:

1) लायबिलिटी

2) कार्यात्मक गतिशीलता

3) हाइपरपोलराइजेशन

4) आवास*

5) ब्रेक लगाना

3-7। Parabiosis के विरोधाभासी चरण की विशेषता है:

1) उत्तेजना की शक्ति में वृद्धि के साथ प्रतिक्रिया में कमी *

2) उत्तेजना की ताकत में कमी के साथ प्रतिक्रिया में कमी

3) उत्तेजना की शक्ति में वृद्धि के साथ प्रतिक्रिया में वृद्धि

4) उत्तेजना की शक्ति में वृद्धि के साथ समान प्रतिक्रिया

5) किसी भी शक्ति की उत्तेजनाओं की प्रतिक्रिया का अभाव

3-8। जलन दहलीज का एक संकेतक है:

1) उत्तेजना*

2) सिकुड़न

3) देयता

4) चालकता

5) स्वचालन

प्रकाशन तिथि: 2015-04-08; पढ़ें: 2728 | पृष्ठ कॉपीराइट उल्लंघन

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मेम्ब्रेन पोटेंशियल के निर्माण में सक्रिय आयन परिवहन की भूमिका

एक "आदर्श" झिल्ली के फायदों में से एक, जो किसी एक आयन को गुजरने की अनुमति देता है, बिना ऊर्जा व्यय के मनमाने ढंग से लंबे समय तक झिल्ली क्षमता का रखरखाव है, बशर्ते कि भेदक आयन शुरू में झिल्ली के दोनों किनारों पर असमान रूप से वितरित हो। इसी समय, जीवित कोशिकाओं की झिल्ली कोशिका के आसपास के घोल में मौजूद सभी अकार्बनिक आयनों के लिए एक डिग्री या दूसरे के लिए पारगम्य होती है। इसलिए, कोशिकाओं को चाहिए

हम किसी तरह आयनों की इंट्रासेल्युलर एकाग्रता को एक निश्चित स्तर पर बनाए रखते हैं। इस संबंध में काफी संकेत सोडियम आयन हैं, जिसकी पारगम्यता के उदाहरण पर पिछले खंड में संतुलन पोटेशियम क्षमता से मांसपेशी झिल्ली क्षमता के विचलन का विश्लेषण किया गया था। मांसपेशियों की कोशिका के बाहर और अंदर सोडियम आयनों की मापी गई सांद्रता के अनुसार, इन आयनों के लिए नर्नस्ट समीकरण द्वारा गणना की गई संतुलन क्षमता लगभग 60 mV होगी, और कोशिका के अंदर एक धन चिह्न होगा। झिल्ली क्षमता, गोल्डमैन समीकरण के अनुसार गणना की जाती है और माइक्रोइलेक्ट्रोड का उपयोग करके मापा जाता है, सेल के अंदर एक ऋण चिह्न के साथ 90 mV है। इस प्रकार, सोडियम आयनों के लिए संतुलन क्षमता से इसका विचलन 150 mV होगा। इस तरह की उच्च क्षमता की कार्रवाई के तहत, कम पारगम्यता पर भी, सोडियम आयन झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करेंगे और सेल के अंदर जमा हो जाएंगे, जो तदनुसार, पोटेशियम आयनों की रिहाई के साथ होगा। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, आयनों की अंतर- और बाह्य सांद्रता कुछ समय बाद बराबर हो जाएगी।

वास्तव में, एक जीवित कोशिका में ऐसा नहीं होता है, क्योंकि तथाकथित आयन पंप की मदद से सोडियम आयन लगातार कोशिका से निकाले जा रहे हैं। XX सदी के 40 के दशक में आर। डीन द्वारा आयन पंप के अस्तित्व के बारे में धारणा को आगे रखा गया था। और जीवित कोशिकाओं में विश्राम क्षमता के गठन के झिल्ली सिद्धांत के लिए एक अत्यंत महत्वपूर्ण जोड़ था। यह प्रयोगात्मक रूप से दिखाया गया है कि सेल से Na + का सक्रिय "पंपिंग आउट" सेल में पोटेशियम आयनों के अनिवार्य "पंपिंग" के साथ आता है (चित्र। 2.8)। चूँकि सोडियम आयनों के लिए झिल्ली की पारगम्यता कम होती है, बाहरी वातावरण से कोशिका में उनका प्रवेश धीरे-धीरे होगा, इसलिए

K+ की कम सांद्रता Na++ की उच्च सांद्रता

पंप सेल में सोडियम आयनों की कम सांद्रता को प्रभावी ढंग से बनाए रखेगा। आराम पर पोटेशियम आयनों के लिए झिल्ली की पारगम्यता काफी अधिक है, और वे झिल्ली के माध्यम से आसानी से फैलते हैं।

पोटेशियम आयनों की उच्च सांद्रता को बनाए रखने के लिए ऊर्जा को बर्बाद करना आवश्यक नहीं है, इसे उभरते हुए ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर के कारण बनाए रखा जाता है, जिसके तंत्र पिछले अनुभागों में विस्तृत हैं। पंप द्वारा आयनों के स्थानांतरण के लिए कोशिका की चयापचय ऊर्जा के व्यय की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया का ऊर्जा स्रोत एटीपी अणुओं के मैक्रोर्जिक बांडों में संग्रहीत ऊर्जा है। एंजाइम एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट की मदद से एटीपी के हाइड्रोलिसिस के कारण ऊर्जा जारी होती है। ऐसा माना जाता है कि वही एंजाइम सीधे आयनों का स्थानांतरण करता है। कोशिका झिल्ली की संरचना के अनुसार, ATPase लिपिड बाईलेयर में निर्मित अभिन्न प्रोटीनों में से एक है। वाहक एंजाइम की एक विशेषता पोटेशियम आयनों के लिए बाहरी सतह पर और सोडियम आयनों के लिए आंतरिक सतह पर इसकी उच्च आत्मीयता है। सेल पर ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं (साइनाइड्स या एज़ाइड्स) के अवरोधकों की क्रिया, सेल को ठंडा करना एटीपी के हाइड्रोलिसिस को रोकता है, साथ ही सोडियम और पोटेशियम आयनों का सक्रिय हस्तांतरण भी करता है। सोडियम आयन धीरे-धीरे कोशिका में प्रवेश करते हैं, और पोटेशियम आयन इसे छोड़ देते हैं, और [K +] o / [K +] के अनुपात के रूप में, - घट जाती है, आराम की क्षमता धीरे-धीरे शून्य हो जाएगी। हमने उस स्थिति पर चर्चा की जब आयन पंप इंट्रासेल्युलर वातावरण से एक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए सोडियम आयन को हटा देता है और तदनुसार, एक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए पोटेशियम आयन को बाह्य अंतरिक्ष (अनुपात 1: 1) से स्थानांतरित करता है। इस मामले में, आयन पंप कहा जाता है विद्युत तटस्थ।

उसी समय, यह प्रयोगात्मक रूप से पाया गया कि कुछ तंत्रिका कोशिकाओं में आयन पंप पोटेशियम आयनों में पंप की तुलना में समान अवधि में अधिक सोडियम आयनों को हटा देता है (अनुपात 3: 2 हो सकता है)। ऐसे मामलों में आयन पंप है इलेक्ट्रोजेनिक,टी।

फिजियोलॉजी_जवाब

अर्थात्, वह स्वयं कोशिका से सकारात्मक आवेशों का एक छोटा लेकिन निरंतर कुल प्रवाह बनाता है और इसके अतिरिक्त इसके अंदर एक नकारात्मक क्षमता के निर्माण में योगदान देता है। ध्यान दें कि आराम करने वाली सेल में इलेक्ट्रोजेनिक पंप द्वारा बनाई गई अतिरिक्त क्षमता कुछ मिलीवोल्ट से अधिक नहीं होती है।

आइए हम झिल्ली क्षमता के गठन के तंत्र के बारे में जानकारी को संक्षेप में प्रस्तुत करें - कोशिका में आराम करने की क्षमता। मुख्य प्रक्रिया, जिसके कारण कोशिका झिल्ली की आंतरिक सतह पर एक नकारात्मक चिह्न के साथ अधिकांश क्षमता उत्पन्न होती है, एक विद्युत क्षमता का प्रकट होना है जो पोटेशियम के माध्यम से इसकी सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका से पोटेशियम आयनों के निष्क्रिय निकास में देरी करती है। चैनल - में-

टेग्रल प्रोटीन। अन्य आयन (उदाहरण के लिए, सोडियम आयन) केवल कुछ हद तक क्षमता के निर्माण में भाग लेते हैं, क्योंकि उनके लिए झिल्ली पारगम्यता पोटेशियम आयनों की तुलना में बहुत कम है, अर्थात इन आयनों के लिए खुले चैनलों की संख्या कम है। विश्राम क्षमता को बनाए रखने के लिए एक अत्यंत महत्वपूर्ण स्थिति एक आयन पंप (अभिन्न प्रोटीन) की कोशिका (कोशिका झिल्ली में) की उपस्थिति है, जो निम्न स्तर पर कोशिका के अंदर सोडियम आयनों की सांद्रता सुनिश्चित करती है और इस प्रकार इसके लिए आवश्यक शर्तें बनाती है। मुख्य संभावित बनाने वाले इंट्रासेल्युलर आयन पोटेशियम आयन बन जाते हैं। आराम करने की क्षमता में एक छोटा सा योगदान सीधे आयन पंप द्वारा ही किया जा सकता है, लेकिन इस शर्त पर कि सेल में इसका काम इलेक्ट्रोजेनिक है।

कोशिका के अंदर और बाहर आयनों की सांद्रता

इसलिए, दो तथ्य हैं जिन पर ध्यान देने की आवश्यकता है ताकि उन तंत्रों को समझा जा सके जो आराम करने वाली झिल्ली क्षमता को बनाए रखते हैं।

1 . कोशिका में पोटेशियम आयनों की सांद्रता बाह्य वातावरण की तुलना में बहुत अधिक होती है। 2 . आराम पर झिल्ली K+ के लिए चुनिंदा पारगम्य है, और Na+ के लिए, आराम पर झिल्ली की पारगम्यता नगण्य है। यदि हम पोटेशियम के लिए पारगम्यता 1 लेते हैं, तो सोडियम के लिए पारगम्यता केवल 0.04 होगी। इस तरह, सांद्रण प्रवणता के साथ साइटोप्लाज्म से K+ आयनों का निरंतर प्रवाह होता है. साइटोप्लाज्म से पोटेशियम करंट आंतरिक सतह पर सकारात्मक आवेशों की सापेक्ष कमी पैदा करता है; आयनों के लिए, कोशिका झिल्ली अभेद्य है; नतीजतन, कोशिका का साइटोप्लाज्म कोशिका के आसपास के वातावरण के संबंध में नकारात्मक रूप से आवेशित हो जाता है। . सेल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच यह संभावित अंतर, सेल का ध्रुवीकरण, रेस्टिंग मेम्ब्रेन पोटेंशिअल (आरएमपी) कहलाता है।

प्रश्न उठता है: पोटेशियम आयनों का प्रवाह तब तक जारी क्यों नहीं रहता जब तक कि कोशिका के बाहर और भीतर आयनों की सांद्रता संतुलित नहीं हो जाती? यह याद रखना चाहिए कि यह एक आवेशित कण है, इसलिए इसकी गति भी झिल्ली के आवेश पर निर्भर करती है। इंट्रासेल्युलर नेगेटिव चार्ज, जो सेल से पोटेशियम आयनों के करंट के कारण बनता है, नए पोटेशियम आयनों को सेल छोड़ने से रोकता है। पोटेशियम आयनों का प्रवाह तब रुक जाता है जब विद्युत क्षेत्र की क्रिया सांद्रण प्रवणता के साथ आयन की गति के लिए क्षतिपूर्ति करती है। इसलिए, झिल्ली पर आयन सांद्रता में दिए गए अंतर के लिए, पोटेशियम के लिए तथाकथित EQUILIBRIUM POTENTIAL बनता है। यह क्षमता (Ek) RT/nF *ln / के बराबर है, (n आयन की वैधता है।) या

एक=61.5 लॉग/

झिल्ली क्षमता (एमपी) काफी हद तक पोटेशियम की संतुलन क्षमता पर निर्भर करती है, हालांकि, सोडियम आयनों का हिस्सा अभी भी आराम करने वाले सेल, साथ ही क्लोराइड आयनों में प्रवेश करता है। इस प्रकार, कोशिका झिल्ली का ऋणात्मक आवेश सोडियम, पोटेशियम और क्लोरीन की संतुलन क्षमता पर निर्भर करता है और इसे नर्नस्ट समीकरण द्वारा वर्णित किया जाता है। इस आराम करने वाली झिल्ली क्षमता की उपस्थिति अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह उत्तेजित करने के लिए कोशिका की क्षमता निर्धारित करती है - एक उत्तेजना के लिए एक विशिष्ट प्रतिक्रिया।

कोशिका उत्तेजना

में उत्तेजनाकोशिकाएं (बाकी से सक्रिय अवस्था में संक्रमण) सोडियम के लिए और कभी-कभी कैल्शियम के लिए आयन चैनलों की पारगम्यता में वृद्धि के साथ होती हैं।पारगम्यता में परिवर्तन का कारण झिल्ली की क्षमता में परिवर्तन भी हो सकता है - विद्युत रूप से उत्तेजनीय चैनल सक्रिय होते हैं, और जैविक रूप से झिल्ली रिसेप्टर्स की बातचीत सक्रिय पदार्थ- रिसेप्टर - नियंत्रित चैनल, और यांत्रिक क्रिया। किसी भी मामले में, उत्तेजना के विकास के लिए यह आवश्यक है प्रारंभिक विध्रुवण - झिल्ली के ऋणात्मक आवेश में थोड़ी कमी,उत्तेजना की क्रिया के कारण होता है। एक अड़चन शरीर के बाहरी या आंतरिक वातावरण के मापदंडों में कोई भी बदलाव हो सकता है: प्रकाश, तापमान, रासायनिक पदार्थ(स्वाद और घ्राण रिसेप्टर्स पर प्रभाव), खिंचाव, दबाव। सोडियम कोशिका में जाता है, एक आयन धारा उत्पन्न होती है और झिल्ली क्षमता कम हो जाती है - विध्रुवणझिल्ली।

तालिका 4

सेल उत्तेजना के दौरान झिल्ली क्षमता में परिवर्तन.

इस तथ्य पर ध्यान दें कि सोडियम सांद्रता प्रवणता के साथ और विद्युत प्रवणता के साथ कोशिका में प्रवेश करता है: कोशिका में सोडियम की सांद्रता बाह्य वातावरण की तुलना में 10 गुना कम होती है और बाह्य कोशिकीय के संबंध में आवेश ऋणात्मक होता है। इसी समय, पोटेशियम चैनल भी सक्रिय होते हैं, लेकिन सोडियम (तेज) वाले 1-1.5 मिलीसेकंड के भीतर सक्रिय और निष्क्रिय हो जाते हैं, और पोटेशियम चैनल अधिक समय लेते हैं।

झिल्ली क्षमता में परिवर्तन को आमतौर पर रेखांकन के रूप में दर्शाया जाता है। ऊपरी आंकड़ा झिल्ली के प्रारंभिक विध्रुवण को दर्शाता है - उत्तेजना की कार्रवाई के जवाब में क्षमता में परिवर्तन। प्रत्येक उत्तेजक कोशिका के लिए, झिल्ली क्षमता का एक विशेष स्तर होता है, जिस तक पहुँचने पर सोडियम चैनलों के गुण नाटकीय रूप से बदल जाते हैं। इस क्षमता को कहा जाता है विध्रुवण का महत्वपूर्ण स्तर (कुद). जब झिल्ली क्षमता KUD में बदल जाती है, तेजी से, संभावित-निर्भर सोडियम चैनल खुलते हैं, सोडियम आयनों का प्रवाह कोशिका में आ जाता है। कोशिका में सकारात्मक रूप से आवेशित आयनों के संक्रमण के साथ, साइटोप्लाज्म में, धनात्मक आवेश बढ़ता है। नतीजतन, ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर कम हो जाता है, एमपी मान 0 तक घट जाता है, और फिर, जैसे ही सोडियम कोशिका में प्रवेश करता है, झिल्ली को रिचार्ज किया जाता है और चार्ज उलट जाता है (ओवरशूट) - अब साइटोप्लाज्म के संबंध में सतह इलेक्ट्रोनगेटिव हो जाती है - झिल्ली पूरी तरह से विधुवित है - मध्य आकृति। आगे कोई शुल्क परिवर्तन नहीं है क्योंकि सोडियम चैनल निष्क्रिय हैं- अधिक सोडियम कोशिका में प्रवेश नहीं कर सकता है, हालाँकि सांद्रण प्रवणता बहुत कम बदलती है। यदि उत्तेजना में ऐसा बल होता है कि यह FCD को झिल्ली का विध्रुवण करता है, तो इस उत्तेजना को थ्रेशोल्ड उत्तेजना कहा जाता है, यह कोशिका के उत्तेजना का कारण बनता है। संभावित उत्क्रमण बिंदु एक संकेत है कि किसी भी साधन की उत्तेजनाओं की पूरी श्रृंखला का भाषा में अनुवाद किया गया है तंत्रिका तंत्र- उत्तेजना के आवेग। आवेगों या उत्तेजना क्षमता को क्रिया क्षमता कहा जाता है। ऐक्शन पोटेंशिअल (एपी) - दहलीज उत्तेजना की कार्रवाई के जवाब में झिल्ली क्षमता में तेजी से बदलाव। एपी में मानक आयाम और समय पैरामीटर हैं जो उत्तेजना की ताकत पर निर्भर नहीं करते हैं - "ऑल ऑर नथिंग" नियम। अगला चरण आराम करने वाली झिल्ली क्षमता की बहाली है - पुनर्ध्रुवीकरण(निचला आंकड़ा) मुख्य रूप से सक्रिय आयन परिवहन के कारण होता है। सक्रिय परिवहन की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया Na / K का काम है - एक पंप जो सोडियम आयनों को सेल से बाहर पंप करता है, साथ ही सेल में पोटेशियम आयनों को पंप करता है। कोशिका से पोटेशियम आयनों की धारा के कारण झिल्ली क्षमता की बहाली होती है - पोटेशियम चैनल सक्रिय होते हैं और पोटेशियम आयनों को संतुलन पोटेशियम क्षमता तक पहुंचने तक पारित करने की अनुमति देते हैं। यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण है क्योंकि जब तक एमपीपी को बहाल नहीं किया जाता है, तब तक सेल एक नए उत्तेजना आवेग को समझने में सक्षम नहीं होता है।

हाइपरपोलराइजेशन - इसकी बहाली के बाद एमपी में एक अल्पकालिक वृद्धि, जो पोटेशियम और क्लोरीन आयनों के लिए झिल्ली की पारगम्यता में वृद्धि के कारण है। हाइपरपोलराइजेशन पीडी के बाद ही होता है और सभी कोशिकाओं की विशेषता नहीं है। आइए हम एक बार फिर से ऐक्शन पोटेंशिअल के चरणों और मेम्ब्रेन पोटेंशिअल (चित्र 3.1) में अंतर्निहित आयनिक प्रक्रियाओं का रेखांकन प्रस्तुत करने का प्रयास करें।

एक न्यूरॉन की आराम करने की क्षमता

9). आइए हम एब्सिस्सा अक्ष पर मिलिवोल्ट्स में झिल्ली क्षमता के मूल्यों और ऑर्डिनेट अक्ष पर मिलीसेकंड में समय की साजिश रचते हैं।

1. मेम्ब्रेन विध्रुवण KUD तक - कोई भी सोडियम चैनल खुल सकता है, कभी-कभी कैल्शियम, तेज और धीमा दोनों, और वोल्टेज-निर्भर, और रिसेप्टर-नियंत्रित। यह उत्तेजना के प्रकार और सेल प्रकार पर निर्भर करता है।

2. सेल में सोडियम का तेजी से प्रवेश - तेजी से, वोल्टेज पर निर्भर सोडियम चैनल खुलते हैं, और विध्रुवण संभावित उत्क्रमण बिंदु तक पहुंच जाता है - झिल्ली को रिचार्ज किया जाता है, चार्ज का संकेत सकारात्मक में बदल जाता है।

3. पोटेशियम एकाग्रता प्रवणता की बहाली - पंप संचालन। पोटेशियम चैनल सक्रिय हो जाते हैं, पोटेशियम कोशिका से बाह्य वातावरण में जाता है - पुनरुत्पादन, एमपीपी की बहाली शुरू होती है

4. ट्रेस विध्रुवण, या नकारात्मक ट्रेस क्षमता - एमपीपी के सापेक्ष झिल्ली अभी भी विध्रुवित है।

5. हाइपरपोलराइजेशन का पता लगाएं। पोटेशियम चैनल खुले रहते हैं और अतिरिक्त पोटेशियम करंट झिल्ली को हाइपरपोलराइज़ करता है। उसके बाद, सेल MPP के प्रारंभिक स्तर पर वापस आ जाती है। एपी की अवधि विभिन्न कोशिकाओं के लिए 1 से 3-4 एमएस तक है।

चित्र 9 क्रिया संभावित चरण

तीन संभावित मूल्यों पर ध्यान दें जो प्रत्येक सेल के लिए उसकी विद्युत विशेषताओं के लिए महत्वपूर्ण और स्थिर हैं।

1. एमपीपी - आराम पर कोशिका झिल्ली की इलेक्ट्रोनगेटिविटी, उत्तेजित करने की क्षमता प्रदान करना - उत्तेजना। चित्र में, MPP \u003d -90 mV।

2. KUD - विध्रुवण का महत्वपूर्ण स्तर (या एक झिल्ली क्रिया क्षमता उत्पन्न करने की दहलीज) - यह झिल्ली क्षमता का मूल्य है, जिस पर पहुंचने पर वे खुलते हैं तेज़, संभावित निर्भर सोडियम चैनल और सेल में सकारात्मक सोडियम आयनों के प्रवेश के कारण झिल्ली को रिचार्ज किया जाता है। झिल्ली की वैद्युतीयऋणात्मकता जितनी अधिक होती है, FCD के लिए इसका विध्रुवण करना उतना ही कठिन होता है, ऐसी कोशिका उतनी ही कम उत्तेजनीय होती है।

3. संभावित उत्क्रमण बिंदु (ओवरशूट) - ऐसा मान सकारात्मकझिल्ली क्षमता, जिस पर सकारात्मक रूप से आवेशित आयन अब कोशिका में प्रवेश नहीं करते हैं - एक अल्पकालिक संतुलन सोडियम क्षमता। चित्र में + 30 एमवी। किसी दिए गए सेल के लिए झिल्ली क्षमता में -90 से +30 तक कुल परिवर्तन 120 mV होगा, यह मान क्रिया क्षमता है। यदि यह क्षमता एक न्यूरॉन में उत्पन्न हुई है, तो यह तंत्रिका फाइबर के साथ फैल जाएगी, अगर मांसपेशियों की कोशिकाओं में यह मांसपेशी फाइबर की झिल्ली के साथ फैल जाएगी और ग्रंथियों में स्राव के लिए - कोशिका की क्रिया के लिए संकुचन की ओर ले जाएगी। यह उत्तेजना की क्रिया के लिए कोशिका की विशिष्ट प्रतिक्रिया है, उत्तेजना।

उत्तेजना के संपर्क में आने पर सबथ्रेशोल्ड ताकतएक अधूरा विध्रुवण है - स्थानीय प्रतिक्रिया (एलओ)।

अधूरा या आंशिक विध्रुवण झिल्ली के आवेश में परिवर्तन है जो विध्रुवण (सीडीएल) के महत्वपूर्ण स्तर तक नहीं पहुंचता है।

चित्रा 10. सबथ्रेशल्ड ताकत की उत्तेजना की कार्रवाई के जवाब में झिल्ली क्षमता में परिवर्तन - स्थानीय प्रतिक्रिया

स्थानीय प्रतिक्रिया में मूल रूप से एपी के समान तंत्र है, इसका आरोही चरण सोडियम आयनों के प्रवेश से निर्धारित होता है, और अवरोही चरण पोटेशियम आयनों के बाहर निकलने से निर्धारित होता है।

हालांकि, एलओ आयाम सबथ्रेशोल्ड उत्तेजना की ताकत के समानुपाती होता है, न कि मानक, जैसा कि पीडी में होता है।

तालिका 5

यह देखना आसान है कि कोशिकाओं में ऐसी स्थितियाँ होती हैं जिनके तहत कोशिका और अंतरकोशिकीय माध्यम के बीच एक संभावित अंतर उत्पन्न होना चाहिए:

1) कोशिका झिल्लियाँ धनायन (मुख्य रूप से पोटेशियम) के लिए अच्छी तरह से पारगम्य होती हैं, जबकि आयनों के लिए झिल्लियों की पारगम्यता बहुत कम होती है;

2) कोशिकाओं में और अंतरकोशिकीय द्रव में अधिकांश पदार्थों की सांद्रता बहुत भिन्न होती है (पी पर जो कहा गया था उससे तुलना करें।

). इसलिए, कोशिका झिल्लियों पर एक दोहरी विद्युत परत दिखाई देगी (झिल्ली के अंदर "माइनस", बाहर "प्लस"), और झिल्ली पर एक निरंतर संभावित अंतर मौजूद होना चाहिए, जिसे रेस्टिंग पोटेंशिअल कहा जाता है। कहा जाता है कि झिल्ली आराम से ध्रुवीकृत होती है।

पहली बार, कोशिकाओं के पीपी की समान प्रकृति और नर्नस्ट की प्रसार क्षमता के बारे में परिकल्पना 1896 में व्यक्त की गई थी।

ज्ञानधार

मिलिट्री मेडिकल एकेडमी के छात्र यू.वी. चागोवेट्स। अब इस दृष्टिकोण की पुष्टि कई प्रायोगिक आंकड़ों से होती है। सच है, मापा पीपी मूल्यों और सूत्र (1) का उपयोग करके गणना करने वालों के बीच कुछ विसंगतियां हैं, लेकिन उन्हें दो स्पष्ट कारणों से समझाया गया है। सबसे पहले, कोशिकाओं में एक नहीं, बल्कि कई (K, Na, Ca, Mg, आदि) धनायन होते हैं। गोल्डमैन द्वारा खाए गए अधिक जटिल सूत्र के साथ नर्नस्ट फॉर्मूला (1) को बदलकर इसे ध्यान में रखा जा सकता है:

जहाँ pK पोटेशियम के लिए झिल्ली की पारगम्यता है, सोडियम के लिए pNa समान है, क्लोरीन के लिए pCl समान है; [के +] ई सेल के बाहर पोटेशियम आयनों की एकाग्रता है, [के +] मैं सेल के अंदर समान है (इसी तरह सोडियम और क्लोरीन के लिए); दीर्घवृत्त अन्य आयनों के लिए संगत शब्दों को दर्शाता है। क्लोरीन आयन (और अन्य आयन) पोटेशियम और सोडियम आयनों के विपरीत दिशा में जाते हैं, इसलिए उनके लिए "ई" और "आई" संकेत विपरीत क्रम में हैं।

गोल्डमैन सूत्र का उपयोग करने वाली गणना प्रयोग के साथ बहुत बेहतर समझौता करती है, लेकिन कुछ विसंगतियां अभी भी बनी हुई हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि सूत्र (2) निकालते समय सक्रिय परिवहन के कार्य पर विचार नहीं किया गया था। बाद के लिए लेखांकन प्रयोग के साथ लगभग पूर्ण समझौता करना संभव बनाता है।

19. झिल्ली में सोडियम और पोटेशियम चैनल और बायोइलेक्ट्रोजेनेसिस में उनकी भूमिका। गेट तंत्र। संभावित-निर्भर चैनलों की विशेषताएं। क्रिया क्षमता का तंत्र। पीडी के विभिन्न चरणों में चैनलों की स्थिति और आयन की प्रकृति प्रवाहित होती है। बायोइलेक्ट्रोजेनेसिस में सक्रिय परिवहन की भूमिका। महत्वपूर्ण झिल्ली क्षमता। उत्तेजक झिल्लियों के लिए ऑल-ऑर-नथिंग लॉ। आग रोक।

यह पता चला कि चयनात्मक फिल्टर में "कठोर" संरचना होती है, अर्थात यह विभिन्न परिस्थितियों में इसकी निकासी को नहीं बदलता है। चैनल के खुले से बंद और इसके विपरीत संक्रमण एक गैर-चयनात्मक फिल्टर, एक गेट तंत्र के संचालन से संबंधित हैं। आयन चैनल के एक या दूसरे भाग में होने वाली गेट प्रक्रियाओं के तहत, जिसे गेट कहा जाता है, हम चैनल बनाने वाले प्रोटीन अणुओं की रचना में किसी भी बदलाव को समझते हैं, जिसके परिणामस्वरूप इसकी जोड़ी खुल या बंद हो सकती है। इसलिए गेट कहा जाता है कार्यात्मक समूहप्रोटीन अणु जो गेट प्रक्रिया प्रदान करते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि फाटकों को शारीरिक उत्तेजनाओं द्वारा गति में सेट किया जाता है, जो कि प्राकृतिक परिस्थितियों में मौजूद हैं। शारीरिक उत्तेजनाओं के बीच, झिल्ली क्षमता में बदलाव एक विशेष भूमिका निभाते हैं।

ऐसे चैनल हैं जो झिल्ली के पार संभावित अंतर से नियंत्रित होते हैं, झिल्ली क्षमता के कुछ मूल्यों पर खुले होते हैं और दूसरों पर बंद होते हैं। ऐसे चैनलों को संभावित-निर्भर कहा जाता है। यह उनके साथ है कि पीडी की पीढ़ी जुड़ी हुई है। उनके विशेष महत्व के कारण, बायोमेम्ब्रेन के सभी आयन चैनलों को 2 प्रकारों में बांटा गया है: वोल्टेज-निर्भर और वोल्टेज-स्वतंत्र। दूसरे प्रकार के चैनलों में गेट की गति को नियंत्रित करने वाली प्राकृतिक उत्तेजनाएं झिल्ली क्षमता में बदलाव नहीं हैं, बल्कि अन्य कारक हैं। उदाहरण के लिए, केमोसेंसिटिव चैनलों में, नियंत्रण उत्तेजना की भूमिका रसायनों की होती है।

वोल्टेज-गेटेड आयन चैनल का एक अनिवार्य घटक एक वोल्टेज सेंसर है। यह प्रोटीन अणुओं के एक समूह का नाम है जो विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन का जवाब दे सकता है। अब तक, इस बारे में कोई विशेष जानकारी नहीं है कि वे क्या हैं और वे कैसे स्थित हैं, लेकिन यह स्पष्ट है कि विद्युत क्षेत्र भौतिक माध्यम में केवल आवेशों (या तो मुक्त या बाध्य) के साथ परस्पर क्रिया कर सकता है। यह मान लिया गया था कि Ca2+ (फ्री चार्ज) एक वोल्टेज सेंसर के रूप में कार्य करता है, क्योंकि अंतरकोशिकीय द्रव में इसकी सामग्री में परिवर्तन से झिल्ली क्षमता में बदलाव के समान परिणाम होते हैं। उदाहरण के लिए, इंटरस्टिटियम में कैल्शियम आयनों की सांद्रता में दस गुना कमी लगभग 15 mV द्वारा प्लाज्मा झिल्ली के विध्रुवण के बराबर है। हालाँकि, बाद में यह पता चला कि Ca2+ वोल्टेज सेंसर के संचालन के लिए आवश्यक है, लेकिन स्वयं नहीं है। पीडी तब भी उत्पन्न होता है जब अंतरकोशिकीय माध्यम में मुक्त कैल्शियम की सांद्रता 10 ~ 8 मोल से कम हो जाती है। इसके अलावा, साइटोप्लाज्म में Ca2+ सामग्री का आमतौर पर प्लाज्मा झिल्ली की आयनिक चालकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। जाहिर है, वोल्टेज सेंसर बाउंड चार्ज है - एक बड़े द्विध्रुवीय क्षण के साथ प्रोटीन अणुओं के समूह। वे एक लिपिड बाईलेयर में एम्बेडेड होते हैं, जो कि कम चिपचिपाहट (30 - 100 cP) और कम ढांकता हुआ स्थिरांक की विशेषता है। यह निष्कर्ष झिल्ली क्षमता में बदलाव के साथ वोल्टेज सेंसर की गति की गतिज विशेषताओं के अध्ययन से निकाला गया था। यह आंदोलन एक विशिष्ट विस्थापन धारा है।

सोडियम वोल्टेज-निर्भर चैनल का आधुनिक कार्यात्मक मॉडल इसमें दो प्रकार के फाटकों के अस्तित्व के लिए प्रदान करता है, जो एंटीफेज में काम करता है। वे जड़त्वीय गुणों में भिन्न हैं। अधिक मोबाइल (प्रकाश) को एम-गेट्स, अधिक जड़त्वीय (भारी) - एच-गेट्स कहा जाता है। आराम से, एच-गेट खुले हैं, एम-गेट बंद हैं, चैनल के माध्यम से Na+ की आवाजाही असंभव है। जब प्लास्मोलेमा का विध्रुवण हो जाता है, तो दोनों प्रकार के द्वार हिलने लगते हैं, लेकिन असमान जड़ता के कारण, एम-द्वारों के पास समय होता है

एच-गेट बंद होने से पहले खोलें। इस समय, सोडियम चैनल खुला है और Na + इसके माध्यम से कोशिका में जाता है। एम-गेट के सापेक्ष एच-गेट की आवाजाही में देरी एपी के विध्रुवण चरण की अवधि से मेल खाती है। जब एच-गेट बंद हो जाता है, तो झिल्ली के माध्यम से Na + का प्रवाह बंद हो जाएगा और पुनर्ध्रुवीकरण शुरू हो जाएगा। तब h- और m- द्वार अपनी मूल स्थिति में लौट आते हैं। प्लाज्मा झिल्ली के तेजी से (कूदने की तरह) विध्रुवण के दौरान संभावित-निर्भर सोडियम चैनल सक्रिय (चालू) होते हैं। ,

पीडी प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से सोडियम आयनों के तेजी से प्रसार के कारण बनता है, जो आयनों की तुलना में इंटरसेलुलर माध्यम में इसके साथ लवण बनाता है। इसलिए, विध्रुवण साइटोप्लाज्म में सोडियम केशन के प्रवेश के साथ जुड़ा हुआ है। पीडी के विकास के साथ, कोशिका में सोडियम जमा नहीं होता है। उत्तेजित होने पर, सोडियम का आवक और जावक प्रवाह होता है। एपी की घटना साइटोप्लाज्म में आयनिक सांद्रता के उल्लंघन के कारण नहीं है, बल्कि सोडियम की पारगम्यता में वृद्धि के कारण प्लाज्मा झिल्ली के विद्युत प्रतिरोध में गिरावट के कारण है।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, थ्रेशोल्ड और सुपरथ्रेशोल्ड उत्तेजनाओं की कार्रवाई के तहत, उत्तेजनीय झिल्ली एपी उत्पन्न करती है। यह प्रक्रिया विशेषता है कानून "सभी या कुछ भी नहीं। यह क्रमिकतावाद का विरोधी है। कानून का अर्थ यह है कि एपी पैरामीटर उत्तेजना की तीव्रता पर निर्भर नहीं करते हैं। एक बार आईएमएफ पहुंच जाने के बाद, उत्तेजनीय झिल्ली में संभावित अंतर में परिवर्तन केवल इसके वोल्टेज-गेटेड आयन चैनलों के गुणों से निर्धारित होता है, जो आने वाली धारा प्रदान करते हैं। उनमें से, बाहरी उत्तेजना केवल सबसे संवेदनशील लोगों को खोलती है। अन्य पिछले वाले की कीमत पर खुलते हैं, पहले से ही उत्तेजना की परवाह किए बिना। वे आयनों के ट्रांसमेम्ब्रेन परिवहन में कभी नए संभावित-निर्भर आयन चैनलों को शामिल करने की प्रक्रिया की स्पेंटेन प्रकृति के बारे में बात करते हैं। तो आयाम। एपी के अग्रणी और अनुगामी मोर्चों की अवधि और स्थिरता केवल कोशिका झिल्ली पर आयनिक प्रवणता और इसके चैनलों की गतिज विशेषताओं पर निर्भर करती है। ऑल-ऑर-नथिंग लॉ एकल कोशिकाओं और तंतुओं का सबसे विशिष्ट गुण है जिसमें एक उत्तेजनीय झिल्ली होती है। यह अधिकांश बहुकोशिकीय संरचनाओं की विशेषता नहीं है। अपवाद सिन्साइटियम के प्रकार के अनुसार व्यवस्थित संरचनाएं हैं।

प्रकाशन तिथि: 2015-01-25; पढ़ें: 421 | पृष्ठ कॉपीराइट उल्लंघन

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डिस्कवरी इतिहास

1902 में, जूलियस बर्नस्टीन ने एक परिकल्पना सामने रखी जिसके अनुसार कोशिका झिल्ली K + आयनों को कोशिका में प्रवेश करने की अनुमति देती है, और वे साइटोप्लाज्म में जमा हो जाते हैं। पोटेशियम इलेक्ट्रोड के लिए नर्नस्ट समीकरण के अनुसार आराम करने की क्षमता की गणना मांसपेशियों के सरकोप्लाज्म और पर्यावरण के बीच मापी गई क्षमता के साथ संतोषजनक रूप से मेल खाती है, जो लगभग -70 mV थी।

यू.बर्नशेटिन के सिद्धांत के अनुसार, जब कोई कोशिका उत्तेजित होती है, तो उसकी झिल्ली क्षतिग्रस्त हो जाती है, और K+ आयन कोशिका से सांद्रण प्रवणता के साथ तब तक बाहर निकलते हैं जब तक कि झिल्ली क्षमता शून्य नहीं हो जाती। तब झिल्ली अपनी अखंडता को पुनर्स्थापित करती है, और संभावित आराम की क्षमता के स्तर पर वापस आ जाती है। 1939 में हॉजकिन और हक्सले द्वारा यह दावा, एक एक्शन पोटेंशिअल से अधिक, खारिज कर दिया गया था।

आराम करने की क्षमता के बारे में बर्नस्टीन के सिद्धांत की पुष्टि केनेथ स्टीवर्ट कोल ने की थी, कभी-कभी उनके आद्याक्षर गलती से के.सी. कोल, अपने उपनाम केसी ("केसी") के कारण। पीपी और पीडी को कोल और कर्टिस, 1939 के प्रसिद्ध चित्रण में दर्शाया गया है। यह चित्र बायोफिजिकल सोसायटी के मेम्ब्रेन बायोफिजिक्स ग्रुप का प्रतीक बन गया (चित्रण देखें)।

सामान्य प्रावधान

झिल्ली पर संभावित अंतर बनाए रखने के लिए यह आवश्यक है कि कोशिका के अंदर और बाहर विभिन्न आयनों की सांद्रता में एक निश्चित अंतर हो।

कंकाल की मांसपेशी कोशिका में और बाह्य वातावरण में आयन सांद्रता

अधिकांश न्यूरॉन्स की विश्राम क्षमता लगभग -60 mV - -70 mV है। गैर-उत्तेजक ऊतकों की कोशिकाओं में भी झिल्ली पर विभवांतर होता है, जो अलग-अलग ऊतकों और जीवों की कोशिकाओं के लिए अलग-अलग होता है।

आराम संभावित गठन

पीपी दो चरणों में बनता है।

प्रथम चरण: 3: 2 के अनुपात में K + के लिए Na + के असमान असममित आदान-प्रदान के कारण सेल के अंदर नगण्य (-10 mV) नकारात्मकता का निर्माण होता है। परिणामस्वरूप, अधिक सकारात्मक चार्ज सेल को सोडियम के साथ छोड़ देते हैं, इसके साथ इसमें वापस नहीं आते हैं। पोटैशियम। सोडियम-पोटेशियम पंप की यह विशेषता, जो एटीपी ऊर्जा के व्यय के साथ झिल्ली के माध्यम से इन आयनों का आदान-प्रदान करती है, इसकी इलेक्ट्रोजेनेसिटी सुनिश्चित करती है।

पीपी के गठन के पहले चरण में झिल्ली आयन एक्सचेंजर पंपों के संचालन के परिणाम इस प्रकार हैं:

1. कोशिका में सोडियम आयनों (Na+) की कमी।

2. कोशिका में पोटैशियम आयनों (K+) की अधिकता।

3. झिल्ली (-10 एमवी) पर एक कमजोर विद्युत क्षमता की उपस्थिति।

दूसरा चरण:झिल्ली के माध्यम से K + आयनों के रिसाव के कारण कोशिका के अंदर एक महत्वपूर्ण (-60 mV) नकारात्मकता का निर्माण। पोटेशियम आयन K + कोशिका को छोड़ देते हैं और उसमें से धनात्मक आवेश निकालते हैं, जिससे ऋणात्मक -70 mV हो जाता है।

तो, आराम करने वाली झिल्ली क्षमता सेल के अंदर सकारात्मक विद्युत आवेशों की कमी है, जो कि सकारात्मक पोटेशियम आयनों के रिसाव और सोडियम-पोटेशियम पंप की इलेक्ट्रोजेनिक क्रिया के कारण होती है।

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डुडेल जे।, रुएग जे।, श्मिट आर। एट अल।ह्यूमन फिजियोलॉजी: 3 खंडों में। प्रति। अंग्रेजी से / आर. श्मिट और जी. थेव्स द्वारा संपादित। - 3. - एम।: मीर, 2007. - टी। 1. - 323 चित्र के साथ। साथ। - 1500 प्रतियां। - आईएसबीएन 5-03-000575-3

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010।

देखें कि "विश्राम क्षमता" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

रेस्ट पोटेंशियल, सेल के आंतरिक और बाहरी वातावरण के बीच विद्युत क्षमता, इसकी झिल्ली पर उत्पन्न होना; न्यूरॉन्स और मांसपेशियों की कोशिकाओं में 0.05 0.09 V के मान तक पहुँच जाता है; अलग-अलग आयनों के असमान वितरण और संचय से उत्पन्न होता है ... विश्वकोश शब्दकोश

रेस्टिंग मेम्ब्रेन पोटेंशिअल, वह संभावित अंतर जो फिजियोल अवस्था में जीवित कोशिकाओं में मौजूद होता है। बाकी, उनके साइटोप्लाज्म और बाह्य तरल पदार्थ के बीच। तंत्रिका और मांसपेशियों की कोशिकाओं में, पीपी आमतौर पर 60-90 एमवी की सीमा में भिन्न होता है, और एक्सट। ओर …

विराम विभव- बाकी तनाव - [या.एन. लुगिन्स्की, एम.एस. इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और पावर उद्योग का अंग्रेजी रूसी शब्दकोश, मास्को, 1999] इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विषय, बुनियादी अवधारणाएं रेस्ट वोल्टेज EN रेस्ट पोटेंशियलरेस्टिंग ... ... तकनीकी अनुवादक की पुस्तिका

विराम विभव- रेस्ट (आईएनजी) संभावित वह क्षमता जो उस वातावरण के बीच मौजूद है जिसमें सेल स्थित है और इसकी सामग्री ... नैनोटेक्नोलॉजी का व्याख्यात्मक अंग्रेजी-रूसी शब्दकोश। - एम।

विराम विभव- एक निष्क्रिय न्यूरॉन की क्षमता। झिल्ली क्षमता भी कहा जाता है ... संवेदनाओं का मनोविज्ञान: एक शब्दकोष

विराम विभव- कोशिका की सामग्री और बाह्य तरल पदार्थ के बीच संभावित अंतर। तंत्रिका कोशिकाओं में पी.पी. उत्तेजना के लिए सेल की तैयारी को बनाए रखने में भाग लेता है। * * * स्थित तंत्रिका कोशिका में मेम्ब्रेन बायोइलेक्ट्रिक क्षमता (लगभग 70mV) ... मनोविज्ञान और शिक्षाशास्त्र का विश्वकोश शब्दकोश

विराम विभव- - उत्तेजना की शुरुआत से पहले रिकॉर्ड किए गए सेल के शारीरिक आराम की स्थिति में झिल्ली की बाहरी और आंतरिक सतहों के बीच विद्युत आवेशों में अंतर ... खेत जानवरों के शरीर विज्ञान के लिए शर्तों की शब्दावली

उत्तेजना की शुरुआत से पहले दर्ज की गई झिल्ली क्षमता ... बिग मेडिकल डिक्शनरी

- (शारीरिक) कोशिका (फाइबर) की सामग्री और बाह्य तरल पदार्थ के बीच संभावित अंतर; संभावित छलांग सतह की झिल्ली पर स्थानीय होती है, जबकि इसके अंदरूनी हिस्से को ... के संबंध में विद्युतीय रूप से चार्ज किया जाता है। महान सोवियत विश्वकोश

झिल्ली क्षमता का तेजी से उतार-चढ़ाव (स्पाइक) जो तंत्रिका, मांसपेशियों, कुछ ग्रंथियों और विकास कोशिकाओं के उत्तेजना पर होता है; इलेक्ट्रिक एक संकेत जो शरीर में सूचना के तेजी से संचरण को सुनिश्चित करता है। ऑल-ऑर-नथिंग नियम का पालन करता है... जैविक विश्वकोश शब्दकोश

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कोई भी जीवित कोशिका एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली से ढकी होती है जिसके माध्यम से सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों का निष्क्रिय संचलन और सक्रिय चयनात्मक परिवहन होता है। झिल्ली की बाहरी और भीतरी सतह के बीच इस स्थानांतरण के कारण विद्युत आवेशों (क्षमता) - झिल्ली क्षमता में अंतर होता है। झिल्ली क्षमता की तीन अलग-अलग अभिव्यक्तियाँ हैं - आराम झिल्ली क्षमता, स्थानीय क्षमता, या स्थानीय प्रतिक्रिया, और संभावित कार्रवाई.

यदि बाहरी उत्तेजना कोशिका पर कार्य नहीं करती है, तो झिल्ली क्षमता लंबे समय तक स्थिर रहती है। ऐसी आराम करने वाली कोशिका की झिल्ली क्षमता को आराम करने वाली झिल्ली क्षमता कहा जाता है। के लिए बाहरी सतहकोशिका झिल्ली, विश्राम क्षमता हमेशा सकारात्मक होती है, और कोशिका झिल्ली की आंतरिक सतह के लिए हमेशा नकारात्मक होती है। यह झिल्ली की भीतरी सतह पर विश्राम क्षमता को मापने के लिए प्रथागत है, क्योंकि कोशिका के साइटोप्लाज्म की आयनिक संरचना अंतरालीय द्रव की तुलना में अधिक स्थिर होती है। विश्राम क्षमता का परिमाण प्रत्येक प्रकार की कोशिका के लिए अपेक्षाकृत स्थिर होता है। धारीदार मांसपेशी कोशिकाओं के लिए, यह -50 से -90 mV तक और तंत्रिका कोशिकाओं के लिए -50 से -80 mV तक होता है।

आराम करने की क्षमता के कारण होता है कटियन और आयनों की अलग-अलग सांद्रतासेल के बाहर और अंदर, साथ ही साथ चयनात्मक पारगम्यताउनके लिए कोशिका झिल्ली। एक आराम करने वाली तंत्रिका और मांसपेशियों की कोशिका के साइटोप्लाज्म में लगभग 30-50 गुना अधिक पोटेशियम केशन, 5-15 गुना कम सोडियम केशन, और 10-50 गुना कम क्लोराइड आयन बाह्य तरल पदार्थ की तुलना में होते हैं।

आराम करने पर, कोशिका झिल्ली के लगभग सभी सोडियम चैनल बंद हो जाते हैं, और अधिकांश पोटेशियम चैनल खुले होते हैं। जब भी पोटेशियम आयन एक खुले चैनल से मिलते हैं, वे झिल्ली से गुजरते हैं। चूँकि कोशिका के अंदर बहुत अधिक पोटेशियम आयन होते हैं, आसमाटिक बल उन्हें कोशिका से बाहर धकेल देता है। जारी किए गए पोटेशियम केशन कोशिका झिल्ली की बाहरी सतह पर धनात्मक आवेश को बढ़ाते हैं। सेल से पोटेशियम आयनों की रिहाई के परिणामस्वरूप, सेल के अंदर और बाहर उनकी एकाग्रता जल्द ही बराबर होनी चाहिए। हालांकि, यह झिल्ली के सकारात्मक रूप से चार्ज बाहरी सतह से सकारात्मक पोटेशियम आयनों के विद्युत प्रतिकारक बल द्वारा रोका जाता है।

झिल्ली की बाहरी सतह पर धनात्मक आवेश का मान जितना अधिक होता है, पोटेशियम आयनों के लिए झिल्ली के माध्यम से साइटोप्लाज्म से गुजरना उतना ही कठिन होता है। पोटेशियम आयन तब तक सेल छोड़ देंगे जब तक कि विद्युत प्रतिकर्षण बल आसमाटिक दबाव K+ के बराबर न हो जाए। झिल्ली पर क्षमता के इस स्तर पर, कोशिका से पोटेशियम आयनों का प्रवेश और निकास संतुलन में होता है, इसलिए इस समय झिल्ली पर विद्युत आवेश कहलाता है पोटेशियम संतुलन क्षमता. न्यूरॉन्स के लिए, यह -80 से -90 एमवी तक है।

चूँकि झिल्ली के लगभग सभी सोडियम चैनल एक आराम करने वाली कोशिका में बंद होते हैं, Na + आयन एक नगण्य मात्रा में सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका में प्रवेश करते हैं। वे पोटेशियम आयनों की रिहाई के कारण सेल के आंतरिक पर्यावरण द्वारा सकारात्मक चार्ज के नुकसान के लिए केवल बहुत ही कम हद तक क्षतिपूर्ति करते हैं, लेकिन इस नुकसान के लिए महत्वपूर्ण रूप से क्षतिपूर्ति नहीं कर सकते हैं। इसलिए, सोडियम आयनों के सेल (रिसाव) में प्रवेश केवल झिल्ली क्षमता में मामूली कमी की ओर जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आराम करने वाली झिल्ली क्षमता में पोटेशियम संतुलन क्षमता की तुलना में थोड़ा कम मूल्य होता है।

इस प्रकार, कोशिका छोड़ने वाले पोटेशियम केशन, बाह्य तरल पदार्थ में अतिरिक्त सोडियम केशन के साथ मिलकर, आराम करने वाली कोशिका की झिल्ली की बाहरी सतह पर एक सकारात्मक क्षमता पैदा करते हैं।

विश्राम की स्थिति में, कोशिका की प्लाज्मा झिल्ली क्लोराइड आयनों के लिए अच्छी तरह से पारगम्य होती है। क्लोरीन आयन, जो बाह्य तरल पदार्थ में अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं, कोशिका में फैल जाते हैं और उनके साथ एक नकारात्मक चार्ज होता है। कोशिका के बाहर और अंदर क्लोरीन आयनों की सांद्रता का पूर्ण समतुल्यीकरण नहीं होता है, क्योंकि। इसे समान आवेशों के विद्युत पारस्परिक प्रतिकर्षण द्वारा रोका जाता है। बनाया था क्लोरीन संतुलन क्षमता,जिस पर क्लोराइड आयनों का कोशिका में प्रवेश और इससे बाहर निकलना साम्यावस्था में होता है।

कोशिका झिल्ली कार्बनिक अम्लों के बड़े आयनों के लिए व्यावहारिक रूप से अभेद्य है। इसलिए, वे साइटोप्लाज्म में रहते हैं और, आने वाले क्लोराइड आयनों के साथ, आराम करने वाली तंत्रिका कोशिका की झिल्ली की आंतरिक सतह पर एक नकारात्मक क्षमता प्रदान करते हैं।

रेस्टिंग मेम्ब्रेन पोटेंशियल का सबसे महत्वपूर्ण महत्व यह है कि यह एक विद्युत क्षेत्र बनाता है जो मेम्ब्रेन के मैक्रोमोलेक्यूल्स पर कार्य करता है और उनके आवेशित समूहों को अंतरिक्ष में एक निश्चित स्थान देता है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कि यह विद्युत क्षेत्र सोडियम चैनल सक्रियण द्वारों की बंद स्थिति और उनके निष्क्रियता द्वारों की खुली स्थिति (चित्र 61, ए) को निर्धारित करता है। यह बाकी सेल की स्थिति और उत्तेजना के लिए इसकी तत्परता सुनिश्चित करता है। आराम करने वाली झिल्ली क्षमता में अपेक्षाकृत छोटी कमी भी सोडियम चैनलों के सक्रियण "द्वार" को खोलती है, जो सेल को आराम की स्थिति से बाहर लाती है और उत्तेजना को जन्म देती है।

ये दोनों तत्व मेंडेलीव प्रणाली के पहले समूह में हैं - वे पड़ोसी हैं और कई मायनों में एक दूसरे के समान हैं। सक्रिय, विशिष्ट धातुएँ, जिनके परमाणु आसानी से अपने एकल बाहरी इलेक्ट्रॉन के साथ भाग लेते हैं, आयनिक अवस्था में गुजरते हैं, ये तत्व कई लवण बनाते हैं जो प्रकृति में व्यापक हैं। हालांकि, करीब से जांच से पता चलता है कि सोडियम और पोटेशियम के जैविक कार्य समान नहीं हैं। पोटेशियम लवण मिट्टी के परिसर द्वारा बेहतर अवशोषित होते हैं, इसलिए पौधे के ऊतकों में अपेक्षाकृत अधिक पोटेशियम होता है, जबकि समुद्री जल में सोडियम लवण प्रबल होते हैं। जैविक मशीनों में ये दोनों आयन कभी एक साथ काम करते हैं तो कभी बिल्कुल विपरीत तरीके से।

दोनों आयन तंत्रिका के साथ विद्युत आवेगों के प्रसार में भाग लेते हैं। आराम करने वाली तंत्रिका में, इसके आंतरिक भाग में, एक ऋणात्मक आवेश केंद्रित होता है (चित्र 20, ए), और बाहरी तरफ यह सकारात्मक होता है; पोटेशियम आयनों की सांद्रता तंत्रिका के अंदर सोडियम आयनों की सांद्रता से अधिक होती है। चिढ़ होने पर झिल्ली की पारगम्यता बदल जाती है तंत्रिका फाइबर, और सोडियम आयन पोटेशियम आयनों की तुलना में तेजी से तंत्रिका में भागते हैं (चित्र 20, बी)। नतीजतन, तंत्रिका फाइबर के बाहरी तरफ एक नकारात्मक चार्ज दिखाई देता है (वहां पर्याप्त धनायन नहीं है), और तंत्रिका के अंदर एक सकारात्मक चार्ज दिखाई देता है (जहां अब अधिकता है) (चित्र। 20c)। फाइबर के बाहरी तरफ, सोडियम आयनों का प्रसार पड़ोसी वर्गों से सोडियम आयनों में कम होने के कारण होने लगता है। ऊर्जावान प्रसार पहले से ही पड़ोसी क्षेत्रों (छवि 20, डी) में एक नकारात्मक चार्ज की उपस्थिति की ओर जाता है, जबकि प्रारंभिक अवस्था को प्रारंभिक एक में बहाल किया जाता है। इस प्रकार, ध्रुवीकरण की स्थिति (प्लस - अंदर, माइनस - बाहर) तंत्रिका फाइबर के साथ चली गई। इसके अलावा, सभी प्रक्रियाओं को दोहराया जाता है, और तंत्रिका आवेग पूरे तंत्रिका में बहुत तेज़ी से फैलता है। नतीजतन, तंत्रिका के साथ एक विद्युत आवेग के प्रसार का तंत्र सोडियम और पोटेशियम आयनों के संबंध में तंत्रिका फाइबर झिल्ली की विभिन्न पारगम्यता के कारण होता है।

कुछ पदार्थों के लिए कोशिका झिल्लियों की पारगम्यता का प्रश्न अत्यंत महत्वपूर्ण है। एक जैविक झिल्ली के माध्यम से एक पदार्थ का मार्ग हमेशा झरझरा विभाजन के माध्यम से साधारण प्रसार जैसा नहीं होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ग्लूकोज और अन्य कार्बोहाइड्रेट एक विशेष वाहक की मदद से एरिथ्रोसाइट झिल्ली से गुजरते हैं जो झिल्ली के माध्यम से अणुओं को ले जाते हैं। इस मामले में, विशेष शर्तों को पूरा किया जाना चाहिए - कार्बोहाइड्रेट अणु का एक निश्चित आकार होना चाहिए, इसे झुकना चाहिए ताकि इसका समोच्च एक कुर्सी का आकार ले ले, अन्यथा स्थानांतरण नहीं हो सकता है। बाहरी वातावरण में कार्बोहाइड्रेट की सांद्रता एरिथ्रोसाइट के अंदर की तुलना में अधिक होती है, इसलिए इस स्थानांतरण को निष्क्रिय कहा जाता है।

ऐसे मामले होते हैं जब झिल्ली कुछ आयनों के लिए कसकर बंद हो जाती है: विशेष रूप से, माइटोकॉन्ड्रिया में, आंतरिक झिल्ली पोटेशियम आयनों को बिल्कुल भी पारित नहीं होने देती है। हालाँकि, ये आयन माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करते हैं यदि पर्यावरण में एंटीबायोटिक्स वैलेनोमाइसिन या ग्रैमिकिडिन शामिल हैं। वैलिनोमाइसिन मुख्य रूप से पोटेशियम आयनों में माहिर है (यह रुबिडियम और सीज़ियम आयनों को भी ले जा सकता है), और ग्रैमिकिडिन में पोटेशियम, सोडियम, लिथियम, रूबिडियम और सीज़ियम आयन भी होते हैं।

यह पाया गया कि ऐसे कंडक्टरों के अणुओं में एक डोनट का आकार होता है, जिसके छेद की त्रिज्या ऐसी होती है कि डोनट के अंदर एक पोटेशियम, सोडियम या अन्य क्षार धातु आयन रखा जाता है। इन एंटीबायोटिक दवाओं को आयनोफ़ोर्स ("आयन वाहक") कहा जाता था। अंजीर पर। 21 वैलिनोमाइसिन और ग्रैमिकिडिन के अणुओं द्वारा झिल्ली के माध्यम से आयनों के परिवहन के आरेख दिखाता है। यह बहुत संभावना है कि विभिन्न सूक्ष्मजीवों पर एंटीबायोटिक दवाओं का विषाक्त प्रभाव ठीक इस तथ्य के कारण होता है कि उनकी उपस्थिति में, झिल्ली उन आयनों में जाने लगती है जो वहां नहीं होने चाहिए; यह सूक्ष्मजीव कोशिका की रासायनिक प्रणालियों के कामकाज को बाधित करता है और इसकी मृत्यु या इसके प्रजनन को रोकने वाले गंभीर विकारों की ओर ले जाता है।

जैविक मशीनों में एक आवश्यक भूमिका झिल्लियों में सक्रिय स्थानान्तरण द्वारा निभाई जाती है (अध्याय 8 देखें)। प्रश्न उठता है: सक्रिय हस्तांतरण के लिए आवश्यक ऊर्जा कहाँ से आती है, और क्या इसे विशेष वाहक के बिना बाहर ले जाना संभव है?

ऊर्जा के लिए, यह अंततः एटीपी या क्रिएटिन फॉस्फेट के समान सार्वभौमिक अणुओं द्वारा आपूर्ति की जाती है, जिनमें से हाइड्रोलिसिस बड़ी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई के साथ होता है। लेकिन वाहकों के संबंध में, प्रश्न कम स्पष्ट है, हालांकि इसमें कोई संदेह नहीं है कि यहां पोटेशियम और सोडियम धातु आयनों के बिना नहीं किया जा सकता है।

कोशिका (प्रोटीन और खनिज) में विभिन्न पदार्थों की सांद्रता पर्यावरण की तुलना में अधिक होती है; इस कारण से, अक्सर कोशिका में पानी के अत्यधिक प्रवेश (परासरण के परिणामस्वरूप) का खतरा होता है। इससे छुटकारा पाने के लिए, कोशिका सोडियम आयनों को पर्यावरण में पंप करती है और इस तरह आसमाटिक दबाव को बराबर करती है। इस कारण से, कोशिका में सोडियम आयनों की सांद्रता वातावरण की तुलना में कम होती है। यहां फिर से सोडियम और पोटेशियम के बीच का अंतर सामने आया है। सोडियम हटा दिया जाता है, और कोशिका के अंदर पोटेशियम आयनों की सांद्रता अपेक्षाकृत अधिक होती है। तो, एक लाल रक्त कोशिका में सोडियम की तुलना में लगभग पांच गुना अधिक पोटेशियम होता है।

और मांसपेशियों में पोटेशियम की मात्रा अधिक होती है: प्रति 100 ग्राम कच्चा मांसपेशियों का ऊतकपोटेशियम में 366 मिलीग्राम और सोडियम 65 मिलीग्राम होता है। मांसपेशियों में पोटेशियम एक्टिन के गोलाकार रूप से फाइब्रिलर रूप में संक्रमण की सुविधा प्रदान करता है, जो मायोसिन से जुड़ा होता है (ऊपर देखें)।

ऐसे कुछ मामले हैं जब पोटेशियम आयन द्वारा सक्रिय एंजाइम सोडियम आयनों द्वारा बाधित होता है, और इसके विपरीत। इसलिए, एक एंजाइम की खोज जिसके लिए दोनों आयनों की क्रिया की आवश्यकता होती है, ने जैव रसायनविदों का ध्यान आकर्षित किया। यह एंजाइम ATP के हाइड्रोलिसिस को तेज करता है और इसे (K + Na) ATPase कहा जाता है। इसकी भूमिका और क्रिया के तंत्र को समझने के लिए, हमें फिर से स्थानांतरण प्रक्रियाओं की ओर मुड़ना चाहिए।

जैसा कि हमने पहले ही बताया है, कोशिकाओं के अंदर पोटेशियम आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है, और आसपास के सेलुलर वातावरण में अपेक्षाकृत अधिक सोडियम होता है। सेल से सोडियम आयनों को पंप करने से सेल में पोटेशियम आयनों के साथ-साथ अन्य पदार्थों (ग्लूकोज, अमीनो एसिड) के प्रवेश में वृद्धि होती है। "आयन के लिए आयन" सिद्धांत के अनुसार सोडियम और पोटेशियम आयनों का आदान-प्रदान किया जा सकता है, और फिर कोशिका झिल्ली के दोनों किनारों पर कोई संभावित अंतर नहीं होता है। लेकिन अगर सेल के अंदर सोडियम आयनों की तुलना में अधिक पोटेशियम आयन हैं, तो एक संभावित उछाल (लगभग 100 mV) हो सकता है; सोडियम पंपिंग सिस्टम को "सोडियम पंप" कहा जाता है। यदि इस मामले में एक संभावित अंतर दिखाई देता है, तो "इलेक्ट्रोजेनिक सोडियम पंप" शब्द का प्रयोग किया जाता है।

सेल में बड़ी मात्रा में पोटेशियम आयनों की शुरूआत आवश्यक है, क्योंकि पोटेशियम आयन प्रोटीन संश्लेषण (राइबोसोम में) को बढ़ावा देते हैं, और ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया को भी तेज करते हैं।

यह कोशिका झिल्ली में है कि (K + Na) ATP-ase स्थित है - एक प्रोटीन जिसका आणविक भार 670,000 है, जिसे अभी तक झिल्ली से अलग नहीं किया गया है। यह एंजाइम एटीपी को हाइड्रोलाइज करता है, और हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग इसे बढ़ती एकाग्रता की दिशा में ले जाने के लिए किया जाता है।

(के + ना) एटीपी-एज़ की एक उल्लेखनीय संपत्ति यह है कि एटीपी हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया में यह सोडियम आयनों द्वारा सेल के अंदर से सक्रिय होता है (और इस प्रकार सोडियम का उत्सर्जन सुनिश्चित करता है), और सेल के बाहर से ( पर्यावरण की ओर से) पोटेशियम आयनों द्वारा (कोशिका में उनके परिचय की सुविधा); नतीजतन, सेल के लिए जरूरी इन धातुओं के आयनों का वितरण होता है। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि कोशिका में सोडियम आयनों को किसी अन्य आयन द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है। ATPase केवल सोडियम आयनों द्वारा अंदर से सक्रिय होता है, लेकिन बाहर से कार्य करने वाले पोटेशियम आयनों को रुबिडियम या अमोनियम आयनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

व्यक्तिगत अंगों के कार्यों के लिए, विशेष रूप से हृदय, न केवल पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों की एकाग्रता महत्वपूर्ण है, बल्कि उनका अनुपात भी है, जो कुछ सीमाओं के भीतर होना चाहिए। मानव रक्त में इन आयनों की सांद्रता का अनुपात समुद्र के पानी की इसी अनुपात विशेषता से बहुत अलग नहीं है। यह संभव है कि जैविक विकास, जीवन के पहले रूपों से जो प्राथमिक महासागर के जल में या उसके उथले पानी में उत्पन्न हुए, अपने उच्च रूपों में, दूर के अतीत के कुछ रासायनिक "छाप" को संरक्षित किया है ...

इस अध्याय की शुरुआत में लौटते हुए, हम फिर से आयनों की बहुक्रियाशीलता, जीवों में विभिन्न प्रकार के कार्यों को करने की उनकी क्षमता को याद करते हैं। कैल्शियम, सोडियम, पोटेशियम और कोबाल्ट इस क्षमता को अलग-अलग तरीकों से प्रदर्शित करते हैं। कोबाल्ट कॉरिन प्रकार का एक मजबूत परिसर बनाता है, और यह परिसर पहले से ही विभिन्न प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है। कैल्शियम, सोडियम, पोटेशियम उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। लेकिन मैग्नीशियम आयन एक सक्रियकर्ता के रूप में और एक मजबूत जटिल यौगिक - क्लोरोफिल के अभिन्न अंग के रूप में कार्य कर सकता है, जो प्रकृति द्वारा बनाए गए सबसे महत्वपूर्ण यौगिकों में से एक है।

उत्कृष्ट वैज्ञानिक के ए तिमिर्याज़ेव ने क्लोरोफिल को एक काम समर्पित किया, जिसे उन्होंने "द सन, लाइफ एंड क्लोरोफिल" कहा, यह दर्शाता है कि यह क्लोरोफिल है जो सूर्य में ऊर्जा की रिहाई की प्रक्रियाओं को पृथ्वी पर जीवन से जोड़ता है।

अगले अध्याय में हम इस दिलचस्प यौगिक के गुणों पर विचार करेंगे।

Na + /K + पंप या Na + /K + ATP-ase भी, आयन चैनलों की तरह, अभिन्न झिल्ली प्रोटीन का एक जटिल है जो न केवल आयन के लिए ढाल के साथ चलने का रास्ता खोल सकता है, बल्कि आयनों को सक्रिय रूप से स्थानांतरित कर सकता है। कम और अधिक घनत्व के बीच में एक घुले हुए पदार्थ का जमाव। पंप का तंत्र चित्र 8 में दिखाया गया है।

प्रोटीन कॉम्प्लेक्स E1 अवस्था में है, इस अवस्था में पंप सोडियम आयनों के प्रति संवेदनशील होता है और 3 सोडियम आयन साइटोप्लाज्मिक पक्ष से एंजाइम से बंधते हैं

सोडियम आयनों के बंधन के बाद, एटीपी हाइड्रोलाइज्ड और जारी किया जाता है ऊर्जा,सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध आयनों के परिवहन के लिए आवश्यक, ADP अकार्बनिक फॉस्फेट जारी किया जाता है (यही कारण है कि पंप को Na + / K + ATPase कहा जाता है)।

पंप रचना बदलता है और E2 अवस्था में प्रवेश करता है। इस मामले में, सोडियम आयनों की बाध्यकारी साइटें बाहर की ओर मुड़ जाती हैं। इस अवस्था में, पंप में सोडियम के लिए कम आत्मीयता होती है और आयन बाह्य वातावरण में छोड़े जाते हैं।

E2 रचना में, एंजाइम में पोटेशियम के लिए एक उच्च संबंध होता है और 2 आयनों को बांधता है।

पोटेशियम का स्थानांतरण होता है, इंट्रासेल्युलर वातावरण में इसकी रिहाई और एक एटीपी अणु का लगाव - पंप ई 1 रचना में वापस आ गया, फिर से सोडियम आयनों के लिए एक आत्मीयता हासिल कर ली और एक नए चक्र में शामिल हो गया।

चित्र 8 Na + /K + ATP-ase की क्रियाविधि

ध्यान दें कि Na + /K + पंप वहन करता है 3 बदले में सेल से सोडियम आयन 2 पोटेशियम आयन। इसलिए पंप है इलेक्ट्रोजेनिक: कुल मिलाकर, एक चक्र में सेल से एक सकारात्मक चार्ज हटा दिया जाता है। ट्रांसपोर्ट प्रोटीन प्रति सेकंड 150 से 600 चक्र करता है। क्योंकि पंप का संचालन एक बहु-चरणीय रासायनिक प्रतिक्रिया है, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की तरह, यह तापमान पर अत्यधिक निर्भर है। पंप की एक अन्य विशेषता एक संतृप्ति स्तर की उपस्थिति है, जिसका अर्थ है कि परिवहन किए गए आयनों की एकाग्रता बढ़ने पर पंप की गति अनिश्चित काल तक नहीं बढ़ सकती है। इसके विपरीत, एक निष्क्रिय रूप से फैलाने वाले पदार्थ का प्रवाह सांद्रता में अंतर के अनुपात में बढ़ता है।

ना + / के + पंप के अतिरिक्त, झिल्ली में कैल्शियम पंप भी होता है; यह पंप सेल से कैल्शियम आयनों को पंप करता है। मांसपेशियों की कोशिकाओं के सारकोप्लाज्मिक रेटिकुलम में कैल्शियम पंप बहुत उच्च घनत्व में मौजूद होता है। एटीपी अणु के विभाजन के परिणामस्वरूप रेटिकुलम सिस्टर्न कैल्शियम आयन जमा करते हैं।

तो, Na + / K + पंप का परिणाम सोडियम और पोटेशियम की सांद्रता में ट्रांसमेम्ब्रेन अंतर है। सेल के बाहर और अंदर सोडियम, पोटेशियम और क्लोरीन (mmol/l) की सांद्रता जानें!

कोशिका के अंदर और बाहर आयनों की सांद्रता

1 . कोशिका में पोटेशियम आयनों की सांद्रता बाह्य वातावरण की तुलना में बहुत अधिक होती है। 2 . आराम पर झिल्ली K + के लिए चुनिंदा पारगम्य है, और Na + के लिए आराम पर झिल्ली की पारगम्यता नगण्य है। यदि हम पोटेशियम के लिए पारगम्यता 1 लेते हैं, तो सोडियम के लिए पारगम्यता केवल 0.04 होगी। इस तरह, K आयनों का निरंतर प्रवाह होता है + एक सघनता प्रवणता के साथ साइटोप्लाज्म से. साइटोप्लाज्म से पोटेशियम करंट आंतरिक सतह पर सकारात्मक आवेशों की सापेक्ष कमी पैदा करता है; आयनों के लिए, कोशिका झिल्ली अभेद्य है; नतीजतन, कोशिका का साइटोप्लाज्म कोशिका के आसपास के वातावरण के संबंध में नकारात्मक रूप से आवेशित हो जाता है। . सेल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच यह संभावित अंतर, सेल का ध्रुवीकरण, रेस्टिंग मेम्ब्रेन पोटेंशिअल (आरएमपी) कहलाता है।

प्रश्न उठता है: पोटेशियम आयनों का प्रवाह तब तक जारी क्यों नहीं रहता जब तक कि कोशिका के बाहर और भीतर आयनों की सांद्रता संतुलित नहीं हो जाती? यह याद रखना चाहिए कि यह एक आवेशित कण है, इसलिए इसकी गति भी झिल्ली के आवेश पर निर्भर करती है। इंट्रासेल्युलर नेगेटिव चार्ज, जो सेल से पोटेशियम आयनों के करंट के कारण बनता है, नए पोटेशियम आयनों को सेल छोड़ने से रोकता है। पोटेशियम आयनों का प्रवाह तब रुक जाता है जब विद्युत क्षेत्र की क्रिया सांद्रण प्रवणता के साथ आयन की गति के लिए क्षतिपूर्ति करती है। इसलिए, झिल्ली पर आयन सांद्रता में दिए गए अंतर के लिए, पोटेशियम के लिए तथाकथित EQUILIBRIUM POTENTIAL बनता है। यह क्षमता (Ek) RT/nF *ln Koutside/Kinside के बराबर है, (n आयन की संयोजकता है।) या

इक=61,5 लकड़ी का लट्ठा कबाहर /  कअंदर