Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Уилсон Дж. -> "Молекулярная биология клетки " -> 194

Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.

Уилсон Дж., Хаит Т. Молекулярная биология клетки — М.: Мир, 1994. — 520 c.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка): molekulyarnayabiologiyakletki1994.djvu
Предыдущая << 1 .. 188 189 190 191 192 193 < 194 > 195 196 197 198 199 200 .. 308 >> Следующая

вычислить следующим образом:
A<Jout = 2,3/?71og10^ - zFV.
Подставляя численные значения (2,3RT= 1,41 ккал/моль), получаем:
{^A^ / 1 145 мМ'
A&om = I 1,41 ккал/моль х log10
10 мМ
23 ккал _ "
1 х-------------х [ - 0,06В]
В х моль
Плазматическая мембрана 323
AGout = 3,0 ккал/моль Na+
AG0ut = 9,0 ккал/3 моль Na + .
Изменение свободной энергии при транспорте К+ в клетку составляет
AGin = -2,3/mog^ + zFK
Подставляя численные значения (2,3RT= 1,41 ккал/моль), получаем:
/ 5 мМ \
in = - ^>41 К^Л/МОЛЬ х log10T^-^J +
( 23 ккал
+ 1 х --------х [-0,06В]
\ V моль
AGin = 0,66 ккал/моль К+,
AGin = 1,3 ккал/2 моль К+.
Полное изменение свободной энергии при работе (Na+ + К+)-на-соса
можно оценить таким образом:
AG = AG0Ut + AGin,
AG = 9,0 ккал/3 моль Na+ + 1,3 ккал/2 моль К+,
AG = 10,3 ккалДЗ моль Na+ и 2 моль К+).
Г. При гидролизе АТР освобождается 12 ккал/моль, а для транспорта
3 Na+ из клетки и 2 К+ в клетку требуется 10,3 ккал/моль,
следовательно, эффективность (Na+ + К+)-насоса равна
е|г=Ш=8б%'
Даже при такой высокой эффективности на работу насоса обычно
расходуется треть энергетических ресурсов в клетках млекопитающих и,
следовательно, такова же связанная с ним доля общего потребления энергии
целым организмом.
6-24
А. Ожидаемая величина мембранного потенциала, возникающего в состоянии
покоя за счет разницы в концентрациях К+ по две стороны мембраны, равна
Со 'С,'
9 мМ
У= 58 "В * 344\iM'
V= -92 мВ.
Для Na+ такой же расчет дает величину +48 мВ.
Если допустить, что мембранный потенциал создается только за счет
градиента [К+], то его величина должна быть близка к величине потенциала
покоя. Если предположить, что мембранный потенциал создается только за
счет градиента [Na+], то его величина должна быть близка к величине
потенциала действия.
Эти предположения позволяют приближенно оценить потенциалы покоя
и действия, поскольку за потенциал покоя ответствен главным образом К+, а
за потенциал действия -Na+. В состоянии покоя мембрана в сто раз более
проницаема для ионов К+, чем для
V= 58 мВ х log10
324 Г лава 6
Na+ из-за существования каналов утечки К+. Такие каналы позволяют
ионам К+ выходить из клетки, пока мембранный потенциал не увеличится
настолько, чтобы противостоять градиенту концентрации К+. Теоретически
возможный максимальный градиент (по расчетам, подобным приведенным выше)
несколько снижается за счет поступления в клетку ионов Na+, которые несут
положительные заряды (компенсирующие потерю положительных зарядов при
выходе ионов К+ из клетки). Если бы не было (Na+ +К+)-насоса, непрерывно
откачивающего ионы Na+, потенциал покоя должен был бы полностью
исчезнуть.
Потенциал действия возникает благодаря другому каналу-
потенциалзависимому Na+-каналу. При возбуждении мембраны этот канал
открывается, что позволяет ионам Na+ войти в клетку. Величина
результирующего мембранного потенциала определяется разностью
концентраций Na+ по две стороны мембраны. Поток ионов Na + , входящий в
клетку, приводит к снижению мембранного потенциала на данном участке
мембраны, что вызывает открывание соседних с ним каналов для Na+ и
одновременно распространение потенциала действия от участка
первоначальной стимуляции.
Б. Как и ожидалось, замена хлорида натрия хлоридом холина приводит к
исчезновению потенциала действия, так как последний обусловлен работой
особых каналов для Na+. Как показывают приведенные выше расчеты, разность
концентраций Na+ через мембрану определяет величину потенциала действия,
который возникает в результате входа Na+ в клетку. Таким образом, если
концентрация Na+ снаружи клетки снижается до половины от нормальной
величины, то, согласно расчету, должен уменьшиться вдвое и мембранный
потенциал. Измерения потенциала действия для разных смесей хлорида холина
и хлорида натрия подтверждают эти ожидания.
Литература: Hille, В. Ionic Channels of Excitable Membranes, pp.
23-57.
Sunderland, Mass.: Sinauer Associates, 1984.
А. Во время единичного потенциала действия в аксон поступает 340
импульсов радиоактивного натрия в минуту. При удельной активности 2 х
1014 импДмин • моль) это включение соответствует входу
1,7 х 10"12 моль натрия:
= 1,7 х 10 12 моль/аксон.
Площадь мембраны гигантского аксона в этом эксперименте составляла
1,6 см2:
площадь = nDh = 3,14 х 0,1 см х 5 см = 1,6 см2.
Таким образом, количество входящих в аксон ионов в расчете на 1 см2
его поверхности равно
6-25
входящий Na+ =
340 имп/мин моль
_________ X ________________
аксон 2 х 1014 имп/мин
входящий Na+/cM2 х 10"12 моль/см2.
1,7 х 10 12 моль
аксон
X
аксон
Таким образом, результаты экспериментальных измерений соответствуют
Предыдущая << 1 .. 188 189 190 191 192 193 < 194 > 195 196 197 198 199 200 .. 308 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed