Материалы » Ионные механизмы потенциала покоя » Электрическая нейтральность

Электрическая нейтральность

Перемещение ионов калия наружу и ионов хлора внутрь клетки приводит к накоплению отрицательного заряда в клетке и положительного - во внеклеточном пространстве. На первый взгляд, такая ситуация противоречит принципу электрической нейтральности, однако это не так. Ионы калия, покидая клетку, накапливаются в непосредственной близости от ее мембраны, в то время как их отрицательно заряженные спутники остаются внутри клетки вблизи от внутренней поверхности той же мембраны. И те и другие фактически оказываются вне основной части раствора, как вне-, так и внутриклеточного. Также и ионы хлора, входя в цитоплазму, остаются вблизи от мембраны, а их спутники, оставленные перед проходом через мембрану, скапливаются поблизости от нее. Образуются два слоя ионов - катионов снаружи и анионов внутри клетки, которые удерживаются у мембраны благодаря взаимному притяжению. Таким образом, мембрана играет роль электрической емкости, разделяющей и запасающей заряд.

Вышесказанное не означает, что ионы калия и хлора прикованы к поверхностям мембраны. Отдельные ионы свободно обмениваются с ионами внутри - или внеклеточного раствора. Тем не менее, заряд, накопленный на мембране, остается неизменным, а растворы - нейтральными.

Интересным представляется вопрос, какую долю от общего количества ионов в клетке составляют ионы, накапливающиеся на мембране. Доля их весьма незначительна. Если предположить, что диаметр клетки составляет 25 мкм, то при концентрации 120 ммоль общее количество катионов (а следовательно, и анионов) получится 4 1012. При мембранном потенциале - 85 мВ величина заряда, разделенного мембраной, составляет приблизительно 5 1011 одновалентных ионов на см2. При площади поверхности клетки 8 10-5 см2 получается, что на внутренней поверхности мембраны накапливается около 4 107 отрицательных ионов, или одна стотысячная часть общего числа ионов во внутриклеточном растворе. Следовательно, перемещение ионов калия и хлора, достаточное для создания мембранного потенциала, никак не влияет на концентрации ионов в клетке.


Понятие биологического возраста
Понятие биологического возраста возникло в результате осознания неравномерности развития, зрелости и старения. Одна из важнейших закономерностей онтогенеза − это неравномерность возрастных изменений. Это явление служит причиной расхождения между хронологическим и биологическим возрастом организма. Возраст — продолжительность пери ...

Парадоксы искусственного интеллекта
25 ноября, традиционно в последнюю субботу месяца, состоялся очередной методологический семинар «Проблема обоснования знания», которым уже много лет руководит завкафедрой философии и методологии науки БашГУ доктор философских наук профессор Александр Федорович Кудряшев. На этот раз был заслушан доклад декана ФДО Академии экономической б ...

Из истории естествознания
Первой в истории человечества наукой была философия. Она являлась вместилищем всех человеческих знаний об окружающем мире, а наука о природе была ее составной частью и называлась натурфилософией, т.е. философией природы. Натурфилософия стала первой формой существования естествознания. Первое понимание природы содержало много вымышленно ...