Электрическая функция мембраны
Если клетка живая, то на ее оболочке есть электрический заряд – мембранный потенциал. Внутри клетки заряд отрицательный, снаружи положительный, разность потенциалов (напряжение на мембране) составляет около 70 мВ.
Главный источник разности потенциалов на мембране – белок-канал натрий-калиевая АТФ-аза. За счет энергии АТФ натрий-калиевая АТФ-аза выкачивает из клетки 3Na+, а закачивает только 2К+, т.е. один лишний «плюс» остается снаружи. На функционирование натрий-калиевой АТФ-азы тратится около 1/3 всей АТФ, вырабатываемой в клетке (у нейронов – 2/3).
Значение мембранного потенциала
1) Запасание энергии (наряду с АТФ). Энергия мембранного потенциала может переходить в энергию АТФ и обратно с помощью универсального фермента протонной АТФ-синтазы:
- в пластидах и митохондриях за счет градиента протонов вырабатывается АТФ (ЕМП → ЕАТФ);
- у растений, грибов и бактерий мембранный потенциал создается за счет протонов, которые выкачиваются из клетки с затратой АТФ (ЕАТФ → ЕМП)
- вращающий механизм жгутика бактерий сходен с АТФ-синтазой, работает за счет прохождения через него протонов внутрь клетки (ЕМП → ЕМЕХ.)
2) Регуляция структуры белков, встроенных в мембрану (напряженность электрического поля на мембране очень высока из-за ее микроскопической толщины, а в белках много полярных и заряженных компонентов).
3) Работа нервной системы основана на передаче колебаний мембранного потенциала на расстояние. В связи с этим возможно изучение работы организма с помощью снятия потенциалов, например: электрокардиография, электроэнцефалография и т.п.
© Д.В.Поздняков, 2009-2020