Калиевый потенциал

Стехиометрические соотношения в натрий-калиевом насосе весьма своеобразны. При распаде каждой молекулы АТР из клетки выкачиваются 3 иона натрия, а извне в клетку накачиваются 2 иона калия. Поскольку из клетки выкачивается больше положительно заряженных ионов, чем пО падает в нее, внутри клетки создается избыточный отрицательный заряд. Наличие отрицательного заряда внутри клетки было установлено уже давно путем измерения электрического мембранного потенциала (разд. Б.З). Поскольку клеточная мембрана все же проницаема для ионов К+, возникновение мембранного потенциала приводит к диффузии этих ионов через мембрану внутрь клетки, что обусловливает частичную нейтрализацию отрицательно-го заряда на мембране. Когда скорость пассивной диффузии уравновешивает мем бран- [c.363]

Рис. 5.3. Взаимосвязь между потенциа., 1ом покоя нервной клетки к наружной концентрацией К" " (ммоль/л). Отклонение точек от прямой при низких концентрациях свидетельствует о том, что потенциал покоя имеет не чисто калиевую природу и что ионы Ыа+ тоже участвуют в создании потенциала Нернста.

ДЛЯ ИОНОВ калия. При этом проницаемость для ионов натрия снова уменьшается, и через некоторое время вновь восстанавливается обычный мембранный потенциал. Последовательность событий в этом процессе можно представить следующим образом сначала открываются натриевые каналы (это не то же самое, что поры в Ыа+-насосе), а затем — калиевые каналы, после чего каналы закрываются в той же последовательности Результаты этих исследований позволили Ходжкину и Хаксли вывести уравнения, позволяющие количественно оценивать потенциалы действия и предсказывать наблюдаемые на опыте скорости проведения и ряд других характеристик нервных импульсов. [c.371]

Пока представление о потенциале действия носило феноменологический характер, в дальнейшем необходимо рассмотреть лежащие в его основе молекулярные процессы. В гл. 6 эти вопросы обсуждаются подробно, здесь же рассмотрим лишь некоторые из них. В начале 50-х гг. английские физиологи Ходжкин и Хаксли исследовали потенциал действия и заложили основы современного понимания данного явления. Они показали, что первоначально падение потенциала (деполяризация) обусловлено утечкой ионов натрия (рис. 5.7). По достижении порогового значения ионные каналы в мембране открываются и пропускают ионы натрия. Последующая реполяризация происходит благодаря открытию специальных калиевых каналов и протока ионов калия в обратном направлении, т. е. изнутри наружу, одновременно закрываются натриевые каналы (инактивация). Из рис. 5.7 следует, что первоначально реполяризация превышает значение потенциала покоя, так как при равновесном потенциале для К+ мембрана характеризуется более высоким отрицательным зарядом, чем при потенциале покоя. Это наблюдаемое различие медленно исчезает в результате закрывания калиевого канала и восстановления натриевого потенциала покоя. Инактивация [c.117]

Было показано, что в принципе (в модельных условиях) во вторичном активном переносе может участвовать как пассивная, так и активная компонента мембранного потенциала. Так, в опытах нашей лаборатории [101] вторичный активный транспорт сахарозы в везикулах плазматических мембран клеток флоэмы борщевика, оцениваемый по изменению светопропускания суспензии везикул, наблюдался в отсутствие АТФ под влиянием диффузионного калиевого потенциала, создаваемого на мембране градиентом ионов К+ в присутствии валиномицина (рис. 19). Эти эксперименты прямо свидетельствуют об участии Е во вторичном активном транспорте. Результаты в пользу такого заключения получены недавно и в других лабораториях [484]. [c.77]

Решение. Стандартный электродный потенциал железного электрода ре +/Ре = —0,44 Б (см. табл. 12.1), что больше, чем стандартный электродный потенциал калиевого электрода ( +/5 =—2,92 В), и меньше электродных потенциалов свинцового ( рьг+/рь=—0,13 Б) и водородного ( 2н+/н.=0 Б) электродов. Следовательно, железо не будет взаимодействовать с раствором хлорида калия, но будет реагировать с растворами нитрата свинца (II) и серной кислоты [c.269]

В сильно щелочных (при pH больше 10—И), а также в сильно кислых растворах (pH меньше 1,0) стеклянный электрод из натриевого или калиевого стекла непригоден, так как его потенциал изменяется в зави- [c.160]

Рис. 1. Влияние природы одновалентных анионов на -потенциал целлюлозы в растворах калиевых солей

На рис. 1 и 2 показан ход кривых изменения -потенциала в зависимости от концентрации калиевых и натриевых солей некоторых одновалентных анионов. Во всех случаях отрицательная величина -потенциала сначала возрастает до некоторого максимума при концентрации [c.474]

Сопоставление величин -потенциала целлюлозы в растворах калиевых солей в зависимости от валентности аниона показывает (рис. 3), что на всех кривых в координатах I—С также имеются максимумы отрицательной величины -потенциала при концентрации 10 п., причем максимум тем выше, чем больше валентность аниона. [c.474]

Рис. 3. Влияние валентности анионов на -потенциал целлюлозы в растворах калиевых

Как сообщалось [151, дипикриламин можно восстановить на РКЭ при 1/2= = —0,45 в относительно НКЭ в слабощелочной среде. При этом значении pH калиевая и аммонийная соли дипикриламина нерастворимы, а натриевая соль хорошо растворима в воде. Опишите метод анализа калия с использованием метода эталонного добавления. Определить необходимый состав фонового электролита для полярографирования калия, а также метод для устранения влияния ионов аммония. При этом следует учесть, что ион калия восстанавливается только при высоком отрицательном значении потенциала, который практически достигается с большим трудом поэтому применение дипикриламина как реагента дает значительное преимущество. [c.184]

Активный ионный транспорт в нервной клетке имеет множество функций поддерживает мембранный потенциал возбудимой мембраны (натрий-калиевый насос), регулирует внутриклеточную концентрацию Са + ( a +,Mg2+-ATPaзa) и обеспечивает клетку энергией (РгАТРаза, протонный насос). Натрий-калиевый насос является электрогенным — на каждые три иона На+, транспортируемых наружу, направляются внутрь два иона К" " таким образом, при каледом цикле из клетки забирается по одному положительному заряду. АТР поставляет энергию для обеспечения активного транспорта (против ионного градиента), т. е. осуществляет связь между передачей импульса и метаболизмом нервной клетки. Система ионного транспорта включает АТРазу и ионофор — сложные мембранные белки. Один из белковых компонентов подвергается промежуточному фосфорили-рованию с помощью АТР. Гликозид дигиталиса и уабаин (стро- [c.184]

Капролактам легко превратить в е-аминокапроновую кислоту (калиевую соль) кипячением с 10 н. раствором гидроокиси калия. Дальнейшая конденсация быстро происходит в этом же щелочном (или в нейтральном) растворе. Шиффово основание можно полярографировать в широком интервале pH. Однако величина предельного тока сильно зависит от концентрации водородных ионов раствора. В кислых и щелочных растворах предельный ток мал и чувствительность метода невелика. Наибольшая высота полярографической волны наблюдается в интервале pH 8,2—8,6. В этих условиях потенциал полуволны восстановления шиффового основания равен —1,12в по отношению к насыщенному каломельному электроду. Избыток введенного формальдегида также восстанавливается на ртутном катоде, но полярографическая волна расположена в области более отрицательных потенциалов и не мешает определению капролактама. [c.254]

Вычисленные по уравнению (XV, 6) величины ср отличаются от измеренных. Значительные отклонения потенциала порядка десятков милливольт зависят от природы и концентрации ионов. При рН<1 э.д.с. меньше теоретической при рН>9, как правило, э.д.с. больше теоретической. При употреблении натриевого стекла для растворов, содержащих Li" " и Na , при рН>11 и при употреблении калиевого стекла соответственно при pH>10 электрод неприменим, так как становится обратимым по отношению к соответствующему катиону. Отклонения порядка нескольких милливольт, отвечающие разности потенциалов между внутренним и исследуемым растворами в тех случаях, когда внешний и внутренний растворы одинаковы, называется потенциалом асимметрии. Причиной его возникновения является различие свойств внешней и внутренней поверхности мембраны (различие может возникать из-за неодинаковых напряжений на выпуклой и вогнутой сторонах). Потенциал асимметрии уменьшается с уменьшением толщины мембраны. [c.206]

А. Черная кривая-форма потенциала действия, развивающегося при участии только натриевых потенциал-зависимых каналов цветная кривая-потенциал действия прн наличии также и калиевых потенциал-зависимых каналов, помогающих быстрее вернуть мембранный потенциал к исходной отрицательной величине. Обратите внимание, что в присутствии калиевых каналов наблюдается небольшая гиперполяризация, вызванная возрастанием проницаемости мембраны к ионам К . Б. Цветной линией показан тот же потенциал действия, который представлен цветной линией на графике А черные кривые-нзменение натриевой н калиевой проводимости мембраны во время потенциала действия. (A.L. Hodgkin, А. F. Huxley, J. Physiol., 117, 500-544, 1952.) [c.86]

В СССР приняты ГОСТы шкалы pH, например 0,05 М водному раствору кислой калиевой соли фталевой кислоты при 25° С соответствует pH 4,010. Значение pH устанавливают потенциометрическим, копдуктометрическим, колориметрическим и кинетическими методами. Потенциометрический метод основан на измерении э. д. с. гальванического элемента, в котором потенциал одного из электродов зависит от активностн водородных ионов. Чтобы уменьшить влияние природы аниона на активность ионов Н+, конструируют эталонные гальваиическпе элементы без переноса ионов (см. стр. 135). [c.158]

Нейроны характеризуются необыкновенно высоким уровнем обмена веществ, значительная часть которого направлена на обеспечение работы натриевого насоса в мембранах и поддержание состояния возбуждения. Химические основы передачи нервного импульса по аксону уже обсуждались в гл. 5, разд. Б, 3. Последовательное раскрытие сначала натриевых и затем калиевых каналов можно считать твердо установленным. Менее ясным остается вопрос, сопряжено ли изменение ионной проницаемости, необходимое для распространения потенциала действия, с какими-либо особыми ферментативными процессами. Нахманзон указывает, что ацетилхолинэстераза присутствует в высокой концентрации на всем протяжении мембраны нейрона, а не только в синапсах [38, 39]. Он предполагает, что увеличение проницаемости к ионам натрия обусловлено кооперативным связыванием нескольких молекул ацетилхолина с мембранными рецепторами, которые либо сами составляют натриевые каналы, либо регулируют степень их открытия. При этом ацетилхолин высвобождается из участков накопления, расположенных на мембране, в результате деполяризации. Собственно, последовательность событий должна быть такова, что изменение электрического поля в мембране индуцирует изменение конформации белков, а это уже приводит к высвобождению ацетилхолина. Под действием аце-тилхолинэстеразы последний быстро распадается, и проницаемость мембраны для ионов натрия возвращается к исходному уровню. В целом приведенное описание отличается от описанной ранее схемы синаптической передачи только в одном отношении в нейронах ацетилхолин накапливается в связанной с белками форме, тогда как в синапсах — в специальных пузырьках. Существует мнение, что работа калиевых каналов регулируется ионами кальция. Чувствительный к изменению электрического поля Са-связывающий белок высвобождает Са +, который в свою очередь активирует каналы для К" , последнее происходит с некоторым запозданием относительно времени открытия натриевых каналов, что обусловлено различием в константах скоростей этих двух процессов [123]. Закрытие калиевых каналов обеспечивается энергией гидролиза АТР. Имеются и другие предположения о механизмах нервной проводимости [124]. Некоторые из них исходят из того, что нервная проводимость целиком обеспечивается работой натриевого насоса. [c.349]

Однако экспериментально было зарегистрировано значение только —70 мВ. Чем вызвано такое расхождение До сих пор мы считали, что мембрана пропускает только К+, но не пропускает Ыа+. Но в действительности мембрана в некоторой степени проницаема и для Ыа+, а так как для концентрации Ыа+ характерен противоположный градиент по сравнению с градиентом концентрации К" ", поток ионов натрия в противоположном потоку ионов калия направлении уменьшает измеряемый потенциал мембраны (такое явление называется потоком покоя для отличия от натриевого потока при возбуждении мембраны) (рис. 5.2). Это достаточно просто доказать экспериментально если Ыа+ заменить на объемный ион, например холин [(СНз)зК-СН2-СН20Н]+, то мембранный потенциал окажется равным —75 мВ, т. е. устанавливается теоретическое значение калиевого равновесного потенциала, так как ион хо-лина не проникает через мембрану из-за своих размеров. [c.113]

Вновь обсудим электровозбудимые каналы, которые обеспечивают пассивный транспорт ионов Ыа+ и К+. Тщательный анализ возникновения потенциала действия гигантского аксона кальмара, проведенный Ходжкин и Хаксли [1—3], показал, что существуют по крайней мере два различных (отдельных) капала после деполяризации мембраны открывается натриевый канал, обусловливающий входящий поток ионов Ыа+ через некоторое время открывается калиевый канал и поток ионов К+ устремляется в противоположном направлении (рис. 6.1). Известно, что проницаемость мембраны для ионов Ыа+ и К+ не увеличивается одновременно. Кроме того, имеются еще два факта, которые доказывают существование двух отдельных каналов. [c.132]

Рис. 6.9. Временная зависимость калиевого тока, проходящего через мембрану аксона после деполяризации при различных величинах потенциала. Вверху слева — контроль без ингибитора остальные — ингибирование тока ионов калия производными ТЭА. Блокирование увеличивается при замещении этиловой группы ТЭА гидрофобной боковой цепью (Сд — нонил, С5 — пентил, С1 — мстил) калиевый ток вначале увеличивается, затем ингибируется С5- и Сд-произ-водиыми (инактивация) следовательно, эти реагенты блокируют вход в открытый канал.

В гл. 6 рассматривались натриевые и калиевые каналы, регулирующие пассивный ток ионов во время потенциала действия (рис. 7.1). Однако еще одна функция аксональной мембраны связана с проведением нервных импульсов — активный транспорт ионов. Если бы вход ионов натрия в клетку сопровождался только выходом ионов калия, градиент концентрации между обеими сторонами клетки вскоре исчез. Пассивное проникновение ионов Na+ через мембрану в состоянии покоя приводит к тому же эффекту, поэтому входящие ионы натрия должны вновь выводиться наружу, а диффундирующие снаружи ионы К+ должны направляться внутрь аксона. Естественно, что для этого должна расходоваться энергия, поскольку указанный процесс осуществляется против градиента концентрации. Именно этой цели и служат ионные насосы, содержащиеся в мембране аксона благодаря метаболической энергии, накопленной в АТР, они осуществляют активный транспорт ионов для поддержания мембранного потенциала. Направление движения иона и направления градиентов схематически изображены на рис. 7.2. Ходжкин и Кейнес [1] исследовали активный транспорт ионов Na+ через мембрану нерва. Они показали, что поток радиоактивных ионов Na+ из клетки ингибируется 2,4-динитрофенолом (рис. 7.3, а), который блокирует синтез АТР. В ходе дальнейших экспериментов Ходжкин и Кейнес установили, что транспорт Na+ обеспечивается при участии ферментов (рис. 7.3,6). Охлаждение клетки до 9,8 °С (или до 0,5 °С) явно замедляло выход ионов натрия, хотя известно, что пассивная диффузия Na+ не столь сильно зависит от температуры. [c.167]

Организмы с точечными мутациями появляются в результате мутации единичного гена, и, таким образом, отдельного белка. Следовательно, сложное поведение может быть анализировано на уровне белков. Кроме хорошо изученной генетики дрозофила имеет следующие преимущества короткое время воспроизводства, легкость селекции, они достаточно дешевы (маленькие организмы, необходима малая площадь), безвредны и имеют несколько, но огромных хромосом. Из них уже был выделен ацетилхолиновый рецептор. Нейроны дрозофилы слишком малы для электрофизиологических исследований, но мышечные волокна позволяют изучать нейромышечную синаптическую передачу. Один мутант при анестезии делает необычные ритмические движения лапкой. Причина кроется в изменении потенциалзависимого калиевого канала, который обычно реполяризует мотонейрон после потенциала действия, блокируя передачу импульса. Здесь снова, как и в случае мутанта парамеции пешки , в основе изменения поведения лежит модификация белка ионного канала возбудимой мембраны. [c.362]

Электролит на выходе из серии электролизеров (см. рис. 15) подается в вакуумный холодильник, где испарение воды снижает температуру его до 28", а затем в баки из нержавеющей стали 18-8 (18% Сг, 8% N1), снабженные охлаждающими приспособлениями и мешалками. В этих баках к электролиту добавляют бисульфат калия в форме влажного брикета в таком количестве, чтобы осадить половину пероксодисульфата в виде калиевой соли. Конечная температура составляет 14—1(з" выпавший осадок еще содержит 10—20% пероксодисульфата аммония, окклюдированного калиевой солью. Пероксодисульфат калия периодически центрифугируют, промывают, а затем подают на гидролиз. Маточный раствор обрабатывают двуокисью серы с целью разложения перок-сомоносерной кислоты восстановлением ее до серной, затем добавляют роданистый аммоний для повышегшя потенциала анода, и жидкость отводят обратно [c.123]

Смотреть страницы где упоминается термин Калиевый потенциал: [c.159] [c.95] [c.268] [c.323] [c.155] [c.323] [c.577] [c.348] [c.376] [c.388] [c.370] [c.370] [c.127] [c.30] [c.118] [c.118] [c.121] [c.122] [c.160] [c.160] [c.298] [c.33] [c.35] [c.474] [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология