Мембраны эквивалентная схема

Рис. 11.9. Эквивалентная схема элемента возбудимой мембраны нервного волокна

При использовании жесткой мембраны вибратора (позиция 13 на рис. 1.12) эквивалентная схема установки имеет вид, изображенный на рис. 1.14 здесь —коэффициент упругости тензометрической балки /Пп — масса всех частей верхнего подвеса Ка — коэффициент упругости образца тв —масса всех подвижных частей, связанных с нижним зажимом (нижний подвес, катушка вибратора и т. д.) Кв — коэффициент упругости мембраны вибратора. [c.39]

Представим эквивалентную схему аппарата, рабочие камеры которого соединены параллельно, как одну камеру с длиной, равной длине единичной мембраны, и площадью, равной общей рабочей площади мембран реального агрегата. Допуская, что скорости растворов во всех камерах, соединенных параллельно, равны и мембраны идентичны, можно считать, что процесс во всех камерах протекает одинаково и распределение концентраций растворов по длине эквивалентной камеры будет соответствовать распределению концентраций по длине каждой камеры реального агрегата. [c.102]

Эквивалентная схема мембраны нервной или мышечной клетки (по Б. Катцу, 1968). [c.168]

Рис. 15. Эквивалентная схема клеточной мембраны А — среда, окружающая клетку, В — цитоплазма

Рис. 43. Сравнение электрических свойств сферической клетки и цилиндрического волокна, а — Эквивалентные схемы клетки и волокна у сферической клетки сопротивление протоплазмы можно не учитывать, а у волокна учитывать необходимо, б — Зависимость входного сопротивления сферической клетки и волокна от удельного сопротивления мембраны, в — Нарастание и спад потенциала в нервной клетке и в волокне при пропускании импульсов тока (ток включен в момент времени О и выключен в момент 1 , второй импульс тока начинается в момент и кончается в момент д) у клетки потенциал нарастает и спадает медленнее, чем у волокна, видно, что у клетки сдвиг потенциала в ответ на второй импульс суммируется с ответом на первый импульс

Кроме теории постоянного поля для описания трансмембранных ионных потоков (токов) параллельно используется и другой подход, основанный на эквивалентной электрической схеме клеточной мембраны (см. разделы 5 и 14). В уравнениях эквивалентных схем используется понятие проводимости мембраны g . Это величина, обратная удельному мембранному сопротивлению и равная сумме проводимостей мембраны для отдельных ионов = Egj) В связи с этим важно отметить, что, хотя ионная проводимость gy тесно сопряжена с ионной проницаемостью Ру, так как изменения проницаемости [c.32]

Теперь, когда мы разобрались в происхождении мембранного потенциала, желательно было бы найти подходящий способ для его описания. Однако изображение влияний различных факторов в виде графиков громоздко, а математические формулы слишком абстрактны. В связи с этим наиболее удобной формой представления мембранного потенциала служит его электрическая модель, или эквивалентная схема. На рис. 6.7 изображена электрическая цепь, соответствующая мембране, — точнее, участку мембраны. Равновесный потенциал для каждого иона изображен источником тока соответствующей полярности и электродвижущей силы ( ). С этим источником последовательно соединено сопротивление (R), отражающее проницаемость мембраны для ионов. В этой модели содержатся небольшие неточности. Во-первых, нас интересует не столько сопротивление, сколько обратная ему величина — проводимость G (i =l/G). Во-вторых, электрическая проводимость связана с проницаемостью мембраны (Р) следующим образом (приведена проводимость для К+) [c.140]

Допустим, что с одной стороны мембраны находится раствор КС1, а с другой R 1, где R обозначает какой-либо крупный по своим размерам катион органического основания. Если мембрана проницаема только для ионов калия, но задерживает крупные катионы органического основания, то некоторое количество ионов калия перейдет в раствор КС1. И раствор R 1 получит при этом положительный заряд, а раствор по другую сторону мембраны будет иметь эквивалентный заряд противоположного знака. Схема строения двойного слоя, ионные обкладки которого располагаются по обеим сторонам полупроницаемой мембраны, показана на рис. 27. [c.40]

Упрощенная эквивалентная электрическая схема мембраны, содержащей параллельно функционирующие электрогенный насос и каналы пассивной диффузии ионов [c.160]

Другой подход к описанию мембранного потенциала, создаваемого за счет пассивной диффузии и электрогенного транспорта ионов, основан на анализе эквивалентной электрической схемы мембраны. Простейшим электрическим аналогом является схема, состоящая из двух параллельно соединенных цепей (рис. ХХП.7). [c.160]

Рис. 47. Геометрическое выпрямление . Эквивалентная электрическая схема двух клеток разного размера, связанных электрическим синапсом а — ПД возник в первой (большой клетке) и вызвал ПД во второй клетке 6 — ПД, возникший во второй клетке, не вызывает возбуждения первой клетки. и — сопротивление мембраны соответственно первой и второй клетки, Дк — сопротивление контакта, соединяющего их

Рис. 6.7. Эквивалентная электрическая схема, характеризующая свойства мембраны нейрона.

Измерения ионных токов позволили Ходжкину и Хаксли вычислить натриевую и калиевую проводимости для этого они применили закон Ома к эквивалентной электрической схеме мембраны (см. рис. 7.4). В дальнейшем они вывели уравнения, описывающие кинетику этих проводимостей. Оставалось лишь объяснить быстрое падение натриевой проводимости после ее [c.156]

На рис. 3.3 представлена эквивалентная электрическая схема элемента возбудимой мембраны. [c.82]

На эквивалентной электрической схеме элемента мембраны равновесные потенциалы Нернста моделируются источниками напряжений с электродвижущими силами Фк, Фыа > Фут > а про- [c.82]

Как видно из рис. 11.7, суммарный продольный ток через сечение аксона и окружающую среду равен нулю — в любом месте внутренние токи равны по силе и противоположны по направлению наружным. Но плотность продольного тока и продольная разность потенциалов между двумя точками внутри аксона отличны от таковых снаружи. Мембрана аксона имеет сопротивление 1000 Ом см , емкость 1 мкФ/см что соответствует бимолекулярному липидному слою толщиной в 5 нм с диэлектрической проницаемостью е = 5 и удельныл сопротивлением 2 10 Ом см. Во время генерации импульса проводимость мембраны увеличивается примерно в 10 раз. Можно моделировать электрические свойства мембраны эквивалентной схемой, показанной на рис. 11.9. Рисунок изображает лишь один элемент мембраны, и следует представить себе длинную линейную последовательность таких элементов, образующих непрерывный кабель. Сопротивление Я характеризует аксоплазму, наружный раствор имеется в большом избытке и изображается проводником без сопротивления. Натриевая и калиевая батареи и Гк определяют генерацию импульса, добавочная батарея г изображает движение других ионов, не изменяющееся при возбуждении. [c.366]

Теоретическое и экспериментальное изучение импеданса стеклянного электрода, включая сетевой анализ, проводил Бак [50—52], который предложил эквивалентную схему для стеклянной мембраны с гидролизованным поверхностным слоем (рис. IX.5). Поверхностный слой представлен как ограниченная линия передачи, а сама стеклянная мембрана — как параллельно включенное сопротивление, емкость двойного слоя и диффузионный импеданс Варбурга. Эта модель основана на измерениях импеданса [52] различных рН-чувствительных и катионоселективных стеклянных электродов. [c.282]

Эквивалентная схема ионных проводимостей мембраны и основанное на ней уравнение (ХХП1.1.6) предполагают, что разные виды ионов проникают через клеточную мембрану по пространственно разделенным путям. Это соответствует современным представлениям о суш ествовании отдельных типов ионных каналов, селективно проницаемых для Ма и К+. [c.168]

Данные, получаемые методом фиксации потенциала, интепретируют обычно на основе эквивалентной схемы возбудимой мембраны (см. рис. XXIII.2). Каждый элемент мембраны нервного волокна содержит мембранную емкость См, калиевую батарею срк и сопротивление 1/gK, а также натриевую батарею pNa и сопротивление 1/gNa- Сопротивление утечки l/g , и батарея ср введены для учета движения ионов, проходящих по каналам, которые не меняются во время активности. Волокно в целом следует рассматривать в виде большого числа подобных элементов, связанных между собой и образующих непрерывный кабель. [c.171]

Развивая это направление, Г. Фрикке в 1925 г. показал, что мембрана ведет себя в опытах как параллельно соединенные сопротивление и емкость (рис. 15), т. е., как говорят, выяснил эквивалентную схему мембраны. Схема эта первоначально была установлена для мембраны эритроцитов Фрикке использовал при [c.72]

Рио, 21. Эквивалентная схема мембраны гигантского аксона кальмара а — аксоплазма, в — морская вода, омывающая аксон). Ее поведение описывается системой уравнений Ходжкина — Хаксли (см. ниже) [c.90]

Рис. 32. Эквивалентная схема кабеля (или волокна с невозбудимой мембраной) а — сопротивление участка жилы (или аксоплазмы) г Дх, сопротивление участка изоляции (или мембраны) г, /Дх. Сопротивление окружающей среды относительно очень мало как для кабеля, опущенного в океан, так и для нервного волокна, помещенного в морскую воду или находящегося внутри организма, позтому сопротивлением окружающей среды тут препебрегается б — к выводу формулы сопротивления кабеля бесконечной длины

Рис. 42. Строение химического синапса и эквивалентная схема, поясняющая механизм его действия а — Слева терминаль аксона (Л) и пресинаптическая мембрана с кальциевыми каналами (Г) внутри синаптического утолщения видны везикулы, наполненные медиатором (В), и митохондрии (Б). Е — синаптическая щель, разделяющая синаптическое утолщение и клетку-мишонь. В ност-синаптическую мембрану (Д) встроены молекулы белка-рецептора, каналы которого открываются при действии медиатора, б — Эквивалентная электрическая схема клетки-мишени С — емкость мембраны, й общ — проводимость несинаптической мембраны, V — источник э.д.с., создающий ПП, — проводимость постсинаптической мембраны, которая сильно растет при действии медиатора

Уравнение 17 составлено на основе эквивалентной схемы возбудимой мембраны с параллельным соединением ЭДС для потенциалопре-деляющих ионов. Напомним, что величине gj в уравнениях эквивалентных схем соответствует близкая по смыслу величина — коэффициент ионной проницаемости Pj в уравнениях "постоянного поля" (уравнения 4 и 5). [c.142]

Рис. 7.4. A. Схема экспериментальной установки для исследований гигантского аксона кальмара методом пространственной фиксации и фиксации напряжения. Потенциал мембраны устанавливается на определенном уровне с помощью источника напряжения (1) для регистрации этого потенциала используют усилитель (2). Усилитель (2) соединен с усилителем обратной связи (3). С помощью усилителя (3) через мембрану пропускают ток, компенсирующий иоиные токи при данном значении фиксированного потенциала. Этот ток измеряется на сопротивлении (4). (Kandel, 1976.) Б—Г. Упрощенные эквивалентные схемы ионных токов, возникающих в условиях пространственной фиксации и фиксации напряжения (Hubbard et al., 1960, с изменениями).

Остановимся еще на энергетике активного транспорта. Мы уже упоминали о том, что энергия необходима для этого процесса, и его можно остановить, прекратив процессы дыхания и гликолиза в клетке. Во многих случаях, например при переносе аминокислот, а иногда и некоторых сахаров, можно прекратить активный перенос с помощью специфических ядов, отравляющих окислительное фосфорилирование, т. е. образование в клетке богатых энергией фосфатов типа АТФ. Типичный яд такого типа 2,4-динитрофенол ингибирует очень сильно перенос аминокислот внутрь большинства клеток. Поэтому АТФ и другие подобные соединения, вероятно, являются во многих (но не во всех) случаях теми донорами энергии В, которые нами рассматривались в общей схеме активного переноса. С этим связана также, по-види-мому, значительная аденозинтрифосфатазная активность, сосредоточенная в клеточных оболочках. Если АТФ расщепляется в процессе активного переноса метаболитов до АДФи ортофосфата, то мембрана должна содержать ферменты, действие которых эквивалентно АТФ-азе. Опыт подтверждает это предположение. АТФ-азная активность найдена была в оболочках самых разных клеток (бактерий, эритроцитов, асцитного рака). [c.182]

Градиент концентраций ионов вдоль линии капилляра не оказывает существенного влияния на процесс электрокинетического преобразования, Из (5,192) видно, что электрическое диффузионное сопротивление преобразующей мембраны может стать сравнимым с ее активным электрическим сопротивлением Ка,к, обусловленным электрической проводимостью жидкости в капилляре при бд, близких к толщине преобразующей мембраны Л. В этом случае в эквивалентной электрической схеме ЭКП электрическое сопротивление мембраны Яз,м следует заменить на комплексное электрическое сопротивление 2э,м, которое при низких частотах будет иметь активную и реактивную составляющие, зависящие от частоты. Соответственно добавляются частотные зависимость и фазовый член у коэффициента преобразования перепада давления в электрическое напряжение ду. Нижняя частота [в,л< ниже которой указанная зависимость может иметь место, может быть оценена по формуле [c.222]

Пренебрегается влиянием газовых включений, находящихся в рабочей жидкости, на характеристики ЭКП. Даже при очень тщательном обезгаживании рабочей жидкости существует вероятность образования газовых включений во внутренних полостях ЭКП. В [101]. было получено выражение для массово-индуктивной нагрузки 1г жидкости при колебании газового пузырька. На основании анализа эквивалентной электрической схемы ЭКП, включающей Lr и упругость газового объема, было показано, что наличие в рабочей жидкости даже небольшого газового пузырька может вызвать резонансные колебания механической системы и существенно исказить переходную характеристику ЭКП. В том случае, когда газовый пузырь находится на поверхности преобразующей мембраны, а в качестве упругих элементов используются плоские упругие мембраны, резонансные частоты o)i и Шг, соответствующие подъему и спаду переходной характеристики, не зависят от гидравлического сопротивления и структурных факторов преобразующей мембраны и полностью определяются свойствами газового пузыря и упругих элементов, причем [c.225]

ВОДНОСТЬ аксоплазмы, недостаточные изолирующие свойства мембраны, большая мембранная емкость). Эквивалентная электрическая схема аксона, отражающая его кабельные свойства волокон, представлена на рис. XXIII.33. В случае аксона, погруженного в большой объем проводящей среды, наружным сопротивлением можно пренебречь и наружный потенциал считать постоянным. Внутреннее сопротивление на единицу длины обозначим г (Ом/см), а сопротивление мембраны на единицу длины — Гм (Ом см). Пусть в одной точке аксона приложена разность потенциалов фо по отношению к уровню потенциала покоя. Распределение потенциала вдоль аксона в условиях, когда мембрана не возбуждена, определяется силой продольного тока в аксоплазме. Согласно закону Ома, продольный ток пропорционален проводимости участка аксоплазмы и падению напряжения на данном участке [c.198]

Рис. 29. Электрические схемы передачи сигналов. Техническая система (а) состоит из источника тока Е, проводов Я, нагрузки II и ВЫКЛЮЧ1Т0ЛЯ К. На эквивалентной электрической схеме нервного волокна б) показаны продольные сопротивление аксоплазмы Г1, емкость мембраны С, сопротивление мембраны г , и источник

Рис. 30. Схемы, поясняющие механизм распространения возбуждения по нервному волокну а — эквивалентная электрическая схема нервного волокна, участок 1 возбужден, конденсатор перезаряжается, в цепи идет ток от и от Сд к (сила тока показана толщиной стрелок), в следующий момент перезарядится конденсатор С б — иллюстрация к теории местных токов Германа в — распространение нервного импульса свя.эано с изменением проводимости мембраны передний фронт ПД обусловлен потоком входящих ионов натрия, а задний — выходом из волокна

Рис. 8.6. Эквивалентная электрическая схема участка мембраны и ионных токов, обусловливающих деполяризацию. Под действием раздражителя (будь то ВПСП, приложенный извне ток или локальный ответ) возникает входящий ток положительно заряженных ионов Ма+. Из точки (а) ток может протекать в двух направлениях либо во внеклеточную среду (при этом деполяризуется мембранный конденсатор), либо вдоль волокна (это приведет к деполяризации мембранного конденсатора в соседнем участке). Таким образом, к деполяризации мембраны приводит как вход ионов, так и выходящий ток, перезаряжающий мембрану. Поскольку цепь должна быть замкнута, ток протекает и через внеклеточную среду.

Для расчета удельной электропроводности мембраны Ларше [41] предложена формула, аналогичная формуле (4.9) для трехпроводной модели. Как и в [31], автор [41] считает, что удельная электропроводность "инертной зоны равна удельной электропроводности внешнего равновесного раствора, а удельная электропроводность "активной зоны" является постоянной величиной и не зависит от концентрации равновесного раствора. Эквивалентная электрическая схема мембраны содержит три параллельных канала канал "инертной зоны" (аналог канала с на рис. 4.2) и два канала с последовательным соединением "активной" и "инертной" зон (аналоги канала Ь на рис. 4.2 с двумя наборами параметров е и сГ). Геометрические параметры каналов проводимости связываются с объемными долями "активной" и "инертной" зон, найденных из экспериментов по сорбции электролита. [c.168]

Учет влияния влагосодержания перфторированных мембран на кинетику переноса противоионов в рамках теории абсолютных скоростей реакции предпринят Пурсели и соавт, [59]. Предложенная авторами [59] модель позволяет не только объяснить рост сопротивления межкластерных каналов с уменьшением влагосодержания мембраны (растет энергетический барьер, который должен преодолеть противоион, чтобы перескочить из одного кластера в другой), но и дает интерпретацию трансформации формы спектра импеданса мембраны при уменьшении ее влагосодержания. Переход от чисто активного сопротивления при высоком влагосодержании к спектру с полукругом авторы [59] объясняют скоплением противоионов на границе кластера с межкластерным каналом, что приводит к появлению электрической емкости на участке кластер/канал/кластер эквивалентная электрическая схема такого участка представляется [59] последовательно включенными сопротивлением (/ ]) и сопротивлением (/ 2) в параллели с емкостью (С2). Данное объяснение хорошо согласуется со свидетельствами [60] о росте роли эстафетного механизма в переносе противоинов при снижении влагосодержания мембраны. [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология