books fundamental physics of cell membrane potentials
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
الفيزياء الأساسية لجهود الغشاء الخلوي (Info)
جهود الغشاء الخلوي المولَّدة بالانتشار: بافتراض وجود ليفاََ عصبياََ في حالة عدم وجود أي نقل فعال لأيونات الصوديوم أو أيونات البوتاسيوم فيه، وتركيز البوتاسيوم عالِِ جداََ في داخل الخلية ومنخفض جداََ خارجها، وبافتراض أن الغشاء الخلوي في هذه الحالة نفاذ جداََ لأيونات البوتاسيوم ولكنه غير نفاذ لأية أيونات أخرى. وبسبب التدرج التركيزي الكبير لأيونات البوتاسيوم من داخل الخلية إلى خارجها. وعندما يحدث ذلك تحمل هذه الأيونات شحنة موجبة للخارج وبهذا تولد كهربائية وبهذا تولد كهربائية إيجابية خارج لاغشاء الخلوي وكهربائية سلبية داخله ؛ لأن الصواعد anions السلبية اتلي تبقى في الداخل لا تنتشر للخارج مع أيونات البوتاسيوم الموجبة. ويؤدي فرق الجهد الجديد هذا عبر الغشاء الخلوي إلى دفع أيونات البوتاسيوم باتجاه رجعي من داخل الخلية إلى خارجها. وفي مللي ثانية واحدة تقريباََ يصبح الجهد (الكمون) عالياََ بحيث يمنع أي انتشار آخر لأيونات البوتاسيوم للخارج بالرغم من تدرج التركيز العالي للبوتاسيوم للخارج. ويبلغ فرق الجهد الضروري لذلك - في الليف العصبي الكبير السوي في الثدييات - حوالي 94 ميللي فولت، مع شحنة سلبية في داخل غشاء الليف. وفي حالة أخرى قد تحدث نفس الظاهرة كتلك السابقة ولكن مع تركيز عالِِ لأيونات الصوديوم خارج الغشاء الخلوي وتركيز منخفض للصوديوم داخل الغشاء. وهذه الأيونات هي إيجابية الشحنة أيضاََ ولكن هنا الغشاء شديد النفاذية لأيونات الصوديوم وغير نفاذ للأيونات الأخرى. ويولد انتشار أيونات الصوديوم للداخل جهداََ غشائياََ ذا قطبية عكسية؛ فهي سلبية في الخارج وإيجيابية في الداخل ومرة أخرى يرتفع جهد الغشاء الخلوي إلى حدِِ عالِِ يكفي لمنع أي انتشار آخر لأيونات الصوديوم إلى الداخل. ولكن في هذه المرة يكون الجهد في الليف العصبي الكبير في الثدييات حوالي 61 ميللي فولت، مع شحنة سلبية داخل الليف العصبي. وبهذا وجد أن فرق تركيز الأيونات عبر الغشاء النفاذ يمكنه - تحت ظروف خاصة - توليد جهد غشائي. كما أن الكثير من تغيرات جهد الغشاء التي تلاحظ أثناء مرور الدفعات في الأعصاب أو العضلات تنتج عن التغير السريع في جهود الغشاء الانتشارية من مثل هذا النوع.
علاقة جهد الانتشار بفرق التركيز
يسمى مستوى الجهد ( الكمون ) عبر الغشاء الخلوي، والذي يمنع الانتشار الإجمالي للأيون عبر الغشاء الخلوي تماماََ لأي من الاتجاهين هو جهد نرنست Nernst potential لذلك الأيون. وتتعين شدة هذا الجهد بنسبة تركيز الأيون على جهتي الغشاء الخلوي؛ فكلما زادت هذه النسبة زاد ميل الأيونات للانتشار في أحد الاتجاهين وزاد بذلك جهد نرنست. وتستخدم معادلة نرنست Nernst equation لحساب جهد نرنستت لأي أيون أحادي التكافؤ عند درجة حرارة الجسم 37 درجة مئوية. ويفترض عند استعمال معادلة نرنست أن الجهد خارج الغشاء الخلوي يبقى دائماََ عند جهد الصفر تماماََ. ويكون جهد نرنست الذي سبب عند ذاك الجهد داخل الغشاء الخلوي كما تكون إشارة الجهد موجبة (+) عندما يكون الأيون المدروس أيوناََ سالباََ وتكون الإشارة سالبة(-) عندما يكون الأيون المدروس موجباََ. وبهذا عندما يكون تركيز الأيون الموجب ( مثلاً أيون البوتاسيوم ) في الداخل عشرة أضعاف تركيزه في الخارج فإن لوغاريتم العشرة هو 1، ولذلك يكون جهد نرنست -61 ميللي فولت داخل الغشاء الخلوي.
