Потенциал покоя
Потенциал покоя (мембранный потенциал покоя) — это разность электрических потенциалов, существующая между цитоплазмой живой клетки и внеклеточной жидкостью в состоянии её физиологического покоя.
Основные характеристики:
- Величина: У возбудимых клеток (нервных и мышечных) обычно составляет —60...—90 мВ. Знак "минус" означает, что внутренняя сторона клеточной мембраны заряжена отрицательно относительно наружной.
- Причина возникновения: Потенциал покоя обусловлен
двумя ключевыми факторами:
- Неравенство концентраций ионов: Разная концентрация ионов калия (K⁺), натрия (Na⁺) и хлора (Cl⁻) по разные стороны мембраны.
- Избирательная проницаемость мембраны: В состоянии покоя мембрана гораздо более проницаема для ионов K⁺, чем для Na⁺.
Механизм формирования:
У большинства клеток потенциал покоя создаётся в основном за счёт диффузии ионов K⁺ из цитоплазмы (где их концентрация высока) во внеклеточную среду (где их концентрация низка). Выход положительно заряженных ионов приводит к тому, что внутреннее содержимое клетки становится отрицательно заряженным относительно наружной среды.
В скелетных мышечных волокнах существенный вклад в поддержание потенциала покоя вносит также диффузия отрицательно заряженных ионов Cl⁻ внутрь клетки.
Изменения потенциала покоя:
Любые воздействия, изменяющие ионную проницаемость мембраны или пропускающие через неё электрический ток (например, при генерации потенциала действия), приводят к изменению величины потенциала покоя.
- Деполяризация — уменьшение потенциала покоя (сдвиг в сторону положительных значений, например, от —70 мВ к —50 мВ).
- Гиперполяризация — увеличение потенциала покоя (сдвиг в сторону ещё более отрицательных значений, например, от —70 мВ к —90 мВ).
Физиологическая роль: Потенциал покоя является необходимым условием возбудимости клетки. Он поддерживает потенциал-зависимые натриевые каналы мембраны в состоянии, готовом к быстрой активации, что лежит в основе генерации нервных импульсов и мышечных сокращений.
См. также: Биоэлектрические потенциалы.