Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Антомомнов Ю.Г. -> "Введение в структурно-функциональную теорию нервной клетки" -> 53

Введение в структурно-функциональную теорию нервной клетки - Антомомнов Ю.Г.

Антомомнов Ю.Г., Котова А.Б. Введение в структурно-функциональную теорию нервной клетки — Киев, 1976. — 265 c.
Скачать (прямая ссылка): vvedenievstrukturnoteoriu1976.djvu
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 59 .. 110 >> Следующая

покоящейся мембраны клетки в целом.
Вместе с тем, участки субсинаптической мембраны могут и участвовать в
образовании потенциала покоя клетки. При данном предположении медиатор
открывает те поры под синапсом, которые до этого не были активированы.
Для получения функционального эффекта под синапсом важно не абсолютное
значе-
129
ние числа открытых пор, а выполнение определенного соотношения между
ними.
Расчет абсолютного значения числа пор. Для определения числа пор
воспользуемся соотношением (141) и следующим геометрическим соотношением:
5Эф = 5мат?|а + 2$ктК>
miia = 0,361
¦*Na
¦mK.
(143)
Разрешив систему уравнений (143) относительно тк и тма, полу-
чим
тк =
гг&а
^эф
0,361
^Na
Na
+ 2 SK
5 эф
*^Na + 5,53-
Na
(144)
Абсолютное значение числа пор электронейтральной мембраны прямо
пропорционально площади, занимаемой порами (5Эф).
Расчет абсолютного числа пор проведем относительно эффективной
поверхности синапса для трех форм существования ионов в водной среде.
1. Кристаллический диаметр ионов. Перепишем формулы (144), учитывая,
что
5эф - к5с,
где
площадь синапса:
тк = к-
0,361
¦*Na
Na
+ 2SK
mNa = к •
SNa+5,53.
¦*Na
(145)
Для диаметра синапса dc = 0,1 мк и к = 0,5 получаем тк - - 32827, min, =
8666, mci = 32827. Данные значения числа пор получены при условии, что
50% поверхности синапса занято порами. Обычно считается, что поверхность,
занимаемая порами, составляет меньшую величину от общей поверхности. Если
к = 0,01 (1%), то получаем тк = 656, тка = 173, т°с\ = 656.
Результаты расчетов абсолютного значения числа пор электронейтральной
мембраны в зависимости от эффективной поверхности (общая поверхность
соответствует dc =0,1 лыс) и эффективной скорости для трех форм
существования иона в водной среде приведены в табл. 6. Видно, что
практически для всех рассмотренных случаев абсолютное значение числа пор
для ионов натрия и калия
130
существенно зависит от диаметра иона. Так, число пор для кристаллического
радиуса ионов почти на порядок выше числа пор для иона, окруженного
молекулами воды.
ТАБЛИЦА 6
0,01 0.1 0.5
к о "о
к Na mK mNa mR mNa
Ион 656 173 6565,4 1733,2 32 827 8666
+ОН 223 105 2232 1049 11160 5245
+H2o 68 23 682 230,6 3410 1152
Не будем здесь рассчитывать абсолютные значения числа пор для других
диаметров синапсов, поскольку, как это видно из формул (145), число пор
зависит от квадрата диаметра. Приведенные выше расчеты можно
распространить на общую поверхность клетки. Однако нас будет интересовать
далее отклонение соотношения числа пор именно под синапсом для получения
эффектов возбуждения и торможения.
3. ВОЗБУЖДАЮЩИЙ СИНАПС
Уравнения. Запишем систему для определения структурных параметров с
учетом изменения мембранного потенциала под синапсом в сторону
деполяризации:
S^am^a 25кШк - *^эф = к5с, е ( 51,6m5j_ V - Упсп - Упп = Ю а1-.
I8,78mi
_____________________(146)
¦*Na
Расчеты приведем для мотонейронов, емкость мембраны которых равна С = 2,6
• 10-9 ф. Элементарный заряд е = 1,6 • 10~19 к. Примем, что для синапса
малого диаметра dc = 0,1 мк деполяризация V = 0,1 мв, а для синапса с dc
= \Qmk V = 2 мв.
Разрешая систему (146) относительно числа пор калия и натрия, получаем
3,15ttfNaSNa • 10*
Ь о
= тк
али
Ь о I
Шца = ШЫа Т '
l"Na
2 5И
0,361
Na
5Na + 251
У
3,15ydNaSNa • 10*
(147)
>NauNa
вх 0,361
^Na
^Na + 2SK
131
Из формул (147) видно, что добавочное количество пор относительно пор
электронейтральной мембраны обратно пропорционально коэффициенту ах. Это
означает, что чем меньше значение эффективной скорости движения ионов
через поры, тем на большую величину должно увеличиться число натриевых
пор и уменьшиться число калиевых по сравнению с электронейтральным
синапсом для получения нужного функционального эффекта (возбуждающий
пост-синаптический потенциал).
Задаваясь различными значениями ах, диаметрами синапсов и
экспериментальными значениями деполяризации для соответствующих
диаметров, рассчитаем значение числа пор для ионов натрия, калия и хлора.
Результаты расчетов для двух диаметров синапсов, трех форм существования
иона в водной среде, трех значений ах и трех значений к приведены в табл.
7 и 8 (dc = 0,1 мк, dc - 10 мк). В табл. 7 приведены также отношения
числа пор калия к числу пор натрия.
Абсолютные значения. Приведем обсуждения данных табл. 7. Если 1%
поверхности синапса занят порами (к = = 0,01), то добавочные значения по
числу пор, определяющие эффект ВПСП, существенно зависят от скорости
движения ионов через поры. Так, при большой скорости движения (ах = 0,1)
добавки по числу пор калия и натрия для кристаллического радиуса
составляют меньше одной поры на фоне нескольких тысяч пор для
электронейтральной мембраны. Для данного случая имеет практический смысл
рассматривать движение через поры ионов, окружающих молекулы воды.
При такой же эффективной площади и скорости, составляющей 0,01 от
начальной, именно случай движения через поры ионов, окруженных молекулами
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 59 .. 110 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed