KOMÓRKA NERWOWA

Osłonka mielinowa - korzystne warunki przewodzenia bodźców - nieciągła - przewężenia Ranviera - międzywęźla - przewodnictwo skokowe

E - natężenie pola elektrycznego (wielkość ładunku wytwarzającego pole, odległość rozpatrywanego punktu, rodzaj środowiska)

q = ze - ładunek cząstki

F = zeE - siła działająca na cząstkę w polu → ruch jednostajny z przyspieszeniem a = zeE/m

- opór, gdzie
współczynnik oporu ośrodka - interakcje z innymi cząstkami (z ładunkiem lub bez) - przekazywanie energii kinetycznej, zmiana kierunku ruchu

zrównoważenie siły F z siłą oporu → ruch jednostajny proporcjonalny do wartości natężenia pola

- ruchliwość - reakcja cząstki na pojawienie się pola elektrycznego

- średnia prędkość unoszenia w polu elektrycznym

I - gęstość prądu ilość ładunków przenoszonych przez jednostkową powierzchnię przez jednostkę czasu

gdzie c - stężenie jonów, jeden mol ma ładunek równy stałej Faraday'a,

przewodnictwo właściwe (danego ośrodka dla danego typu cząstek)

opór właściwy ośrodka

Przewodnictwo jonowe

1. Całkowity prąd to złożenie wielu prądów przenoszonych przez jony różnych rodzajów, np. prąd sodowy

2. Przewodnictwo ośrodka może być różne dla różnych jonów - selektywność błon biologicznych względem jonów

3. W niektórych przypadkach przewodnictwo błon dla poszczególnych jonów zależy od napięcia elektrycznego na błonie - odstępstwo od prawa Ohma

4. Ruchowi jonów pod wpływem pola elektrycznego towarzyszy proces dyfuzji jonów

ELEKTRODYFUZJA

• MIGRACJA - transport pod wpływem pola elektrycznego

• DYFUZJA - transport pod wpływem gradientu stężenia

POTENCJAŁ BŁONOWY

Potencjał błonowy - różnica potencjałów pomiędzy wnętrzem komórki a jej otoczeniem.

Pole elektryczne błony - jednorodne i proporcjonalne do potencjału błonowego, odwrotnie proporcjonalne do grubości błony

Pole elektryczne → ruch jonów k-tego rodzaju ze średnią prędkością → siła elektryczna = siła oporu ośrodka

Uwzględniając oprócz siły pola elektrycznego gradient potencjału chemicznego:

Potencjał k-tego jonu w rozcieńczonych roztworach to
, więc:

Obliczając średnią prędkość unoszenia jonów i wstawiając wyrażenia na ruchliwość jonów

oraz współczynnik dyfuzji jonów k-tego rodzaju w danym ośrodku:

Ilość jonów przechodząca przez jednostkę powierzchni prostopadłej do kierunku przepływu w jednostce czasu nazywamy strumieniem jonów
, więc:

RÓWNANIE ELEKTRODYFUZJI NERNSTA-PLANCKA

Wypadkowy strumień jonów jest konsekwencją nałożenia dyfuzji pod wpływem różnicy stężeń oraz ruchu ładunków pod wpływem pola elektrycznego

Inna postać równania

WZÓR NERNSTA

Po całkowaniu z równania można uzyskać wzór na potencjał równowagi jonów, jeśli stanowi równowagi odpowiada warunek
, to

POTENCJAŁ NERNSTA jest taką wartością potencjału na błonie, przy której pole elektryczne wstrzymuje wynikający z różnicy stężeń dyfuzyjny strumień jonów.

Jon	Stężenie zewnątrzkomórkowe	Stężenie wewnątrzkomórkowe	Potencjał równowagi
K^+	4	140	-94,9
Na^+	144	≈ 10	71
Cl^-	114	≈ 4	-89,4

---