Цель работы: рассмотреть, как К+ и Na+ - ионные каналы влияют на мембранный потенциал покоя.
Задания:
1. Студент варьирует концентрации ионов К+ и Na+ внутри и снаружи клетки, заполняет таблицу с пятью примерами значений.
2. Отвечает на следующие вопросы:
2.1.Каково значение равновесного потенциала по Na+, когда концентрация Na+ снаружи клетки равна 100 мМ, а концентрация Na+ внутри клетки равна 10 мМ?
2.2.Каково значение равновесного потенциала по Na+, когда концентрация Na+ снаружи клетки равна 100 мМ, а концентрация Na+ внутри клетки равна 100мМ?
2.3.Каково значение равновесного потенциала по К+, когда концентрация К+ снаружи клетки равна 10 мМ, а концентрация К+ внутри клетки равна 10 мМ? Почему так происходит?
Задачи данной части работы:
1. Варьировать концентрации К+ и Na+ внутри и снаружи клетки;
2. Проследить за тем, как меняется при этом электрохимический равновесный потенциал;
3. Выяснить, какой эффект оказывают изменения концентрации К+ и Na+ внутри и снаружи
клетки на электрохимический равновесный потенциал.
Результаты заносятся в табл. 3.1.1. и отображаются на рис. 3.1.6 – 3.1.8. [см.Приложение.]
Анализ результатов.
Варьируя концентрациями ионов K+ и Na+ внутри и снаружи клетки, была выявлена следующая закономерность:
1. При увеличении/уменьшении концентрации ионов Na+ снаружи и внутри клетки, увеличивается/уменьшается и равновесный потенциал по Na+.
2. При увеличении концентрации ионов K+ внутри клетки, равновесный потенциал снижается.
3. При снижении концентрации ионов K+ снаружи клетки, снижается и равновесный потенциал.
4. Если сравнять концентрации ионов K+ / Na+ внутри и снаружи клетки, то равновесный потенциал при одинаковых концентрациях ионов K+ / Na+ равен 0.
Результаты данной части работы отображены в табл. 3.1.1. и на рис. 3.1.6 – 3.2.8. [см.Приложение.]
Мембранный потенциал покоя.
Цель работы: рассмотреть, как К+ и Na+ - ионные каналы влияют на мембранный потенциал покоя.
Задания:
1. Студент устанавливает значения по умолчанию. Изменяет относительную проницаемость мембраны для K+ и для Na+ и заполняет таблицу с пятью примерами значений.
2. Устанавливает концентрацию Na+ снаружи, равную 100 мМ, Na+ внутри - 10 мМ, К+ снаружи - 10 мМ, K+ внутри - 100 мМ, и отвечает на следующие вопросы:
2.1.Чему равен мембранный потенциал, когда проницаемость мембраны для Na+ равна 0, а проницаемость для К+ равна 10?
2.2.Чему равен мембранный потенциал, когда проницаемость для Na+ равна 10, а проницаемость для K+ равна 0?
2.3.Чему равен мембранный потенциал, когда проницаемость для Na+ равна 1, а проницаемость для К+ равна 10? Почему так происходит?
Задачи данной части работы:
1. Студент изменяет относительную проницаемость мембраны для K+ и для Na+.
2. Каким образом меняется при этом мембранный потенциал покоя;
3. Какой эффект данный процесс оказывает на мембрану
Результаты заносятся в табл. 3.2.1., 3.2.2. и отображаются на рис. 3.2.I.-3.2.III. [см.Приложение]
Анализ результатов.
Проанализировав данные, которые отображены в табл. 3.2.1., 3.2.2. и на рис. 3.2.I – 3.2.III [см.Приложение], где видны изменения относительной проницаемости мембраны для K+ и для Na+, была выявлена следующая закономерность:
1. При увеличении/уменьшении относительной проницаемости мембраны для К+ увеличивается/уменьшается и мембранный потенциал покоя.
2. При увеличении относительной проницаемости мембраны для Na+, увеличивается и мембранный потенциал покоя. Линия на графике, обозначающая мембранный потенциал, приближается к линии равновесного потенциала по Na+.
3. При снижении относительной проницаемости мембраны для Na+, снижается и мембранный потенциал покоя. Линия на графике, обозначающая мембранный потенциал, отдаляется от линии равновесного потенциала по Na+.
4. Когда проницаемость мембраны для Na+ равна 0, а проницаемость для К+ равна 10 мембранный потенциал принимает отрицательное значение. Когда проницаемость для Na+ равна 10, а проницаемость для K+ равна 0 мембранный потенциал принимает тоже значение, но положительное.
5. Если увеличить проницаемость для Na+, а проницаемость для K+ оставить 10, то мембранный потенциал покоя снова примет отрицательное значение.
6. Если поставить одинаковые значения проницаемости как для Na+ так и для K+, то мембранный потенциал будет равен 0. На графике видно лишь одну линию, обозначающую мембранный потенциал покоя, которая расположена на 0.
6.2.1.
Выводы.
Проанализировав полученные данные, можно сделать выводы:
1. Мембранный потенциал покоя нейрона зависит от концентраций ионов К+ и Na+ вне и внутри клетки, а так же от проницаемости мембраны для ионов К+ и Na+.
2. Проницаемость мембраны может изменяться как для К+, так и для Na+, т.е увеличиваться или снижаться в зависимости от заданных значений.
3. При равной концентрации ионов K+ и Na+ внутри и снаружи клетки, электрохимический равновесный потенциал равен 0; так же равен 0 и мембранный потенциал покоя, при условии, что равна проницаемость для Na+ и K+.
Воздействуя на любой процесс, можно смещать уровень потенциала покоя и соответственно уровень возбудимости нервной клетки
Список литературы.
1. https://www.plam.ru/biolog/_osnovy_neirofiziologii/p2.php#metkadoc6
Приложение.
Таблица 3.1.1.
Сводная таблица значений концентрации ионов Na+ и К+