Molbiol.ru | О проекте | Справочник | Методы | Растворы | Расчёты | Литература | Орг.вопросы Web | Фирмы | Coffee break | Картинки | Работы и услуги | Биржа труда | Zbio-wiki NG SEQUENCING · ЖИЗНЬ РАСТЕНИЙ · БИОХИМИЯ · ГОРОДСКИЕ КОМАРЫ · А.А.ЛЮБИЩЕВ · ЗООМУЗЕЙ Темы за 24 часа [ Вход* | Регистрация* ] Форум: | |
Genrich |
|
Genrich |
Уравнение Голдмана-Ходжкина-Каца (ГХК) постулируется под соусом неких туманных рассуждений. Но его можно "вывести" без всякой связи с биологией. Рассмотрим физическую модель, которая не является моделью клетки. Поделим объём мембраной, проницаемой для ионов калия, натрия и хлора. Заполним объём электролитом, который содержит только ионы натрия, калия и хлора. Создадим на мембране разность потенциалов U. Дождёмся наступления состояния равновесия и измерим концентрации ионов. Они будут подчиняться уравнениям Нернста для ионов калия, натрия и хлора. Введём обозначения. X, Y, Z – проницаемости мембраны для ионов калия, натрия и хлора соответственно. Ki, Ni, Ci – внутриклеточные концентрации ионов калия, натрия и хлора. Ko, No, Co– внеклеточные концентрации этих ионов. U – разность потенциалов на мембране в состоянии равновесия. k– постоянная Больцмана. T – температура. e – заряд электрона. Введём коэффициент W = kT/e. В таких обозначениях уравнение ГХК будет иметь вид U = Wln((XKo + YNo + ZCi)/(XKi + YNi + ZCo)) Теперь получим это уравнение путём формальных математических действий из уравнений Нернста для ионов калия, натрия и хлора U = Wln(Ko/Ki), U = Wln(No/Ni) и U = Wln(Ci/Co) Отсюда следует, что Ko/Ki = No/Ni = Ci/Co. Обозначим это отношение A. Ko = AKi No = ANi Ci= ACo Умножим эти равенства на соответствующие проницаемости XKo = XAKi YNo = YANi ZCi = ZACo и сложим XKo + YNo + ZCi = A(XKi +YNi +ZCo) Отсюда получаем выражение, стоящее в уравнении ГХК под знаком логарифма (XKo + YNo + Zci)/(XKi +YNi +ZCo) = A Прологарифмируем и умножим на W. Wln((XKo + YNo + ZCi)/(XKi + YNi + ZCo)) = WlnA = Wln(Ko/Ki) = Wln(No/Ni) = Wln(Ci/Co) = U Полученное таким образом уравнение ГХК не содержит никакой дополнительной информации по сравнению с уравнениями Нернста для ионов калия, натрия и хлора. Более того, оно создаёт впечатление, что потенциал покоя зависит от проницаемостей мембраны. Собственно с этой целью уравнение ГХК и было придумано, чтобы увязать потенциал покоя с проницаемостями. Но на самом деле такой зависимости нет. Потому что уравнение ГХК получается из уравнений Нернста, которые не содержат проницаемостей, путём формальных математических действий, которые не отражают никакой физики. С таким же успехом можно считать, что X, Y, Z — это не проницаемости, а индексы Чингисхана. Формальное математическое равенство от этого не нарушится. Приведённые выше рассуждения относятся к физической модели, которая не имеет никакого отношения к клетке. Тем не менее, это уравнение применяют для реальной клетки. При этом нас дурят самым наглым образом или имеет место случайное чисто внешне совпадение? |
Genrich |
Более интересный вопрос, как стабилизируется разность потенциалов на мембране. У всех однотипных клеток одинаковый потенциал покоя. Как поддерживается его величина? Если, например, ввести в клетку органическую соль калия, то разность потенциалов на мембране увеличится и будет сохраняться неограниченное время. Потому что ни ионный насос, ни ионные каналы не в состоянии привести её к исходному значению. Логично предположить, что в клетке есть склад для органических солей калия, благодаря которому концентрация ионов калия, а значит и потенциал покоя, в клетке поддерживается на заданном уровне. При снижении концентрации ионов калия, со склада выбрасывается в цитоплазму необходимое количество органической соли калия. При увеличении, наоборот, складируется. Но если "склад" поддерживает требуемую концентрацию ионов калия в цитоплазме, то зачем калий-натриевый насос? Точнее, зачем он закачивает в клетку калий, когда в этом нет никакой необходимости? |
Genrich |
|
Genrich |
|
guest: great IP-штамп: frj5GEfdEWR5M гость |
|
guest: 123 IP-штамп: frJhOCvSv9ICE гость |
|
guest: 123 IP-штамп: fr4iy3.kHUw02 гость |
|
guest: 123 IP-штамп: frAWeMdOsBSXM гость |
|
« Предыдущая тема · Биофизика и матметоды в биологии · Следующая тема » |