Учебное пособие к курсу "Нейронные сети" для студентов 5 курса магистратуры

Калиевые каналы

В мембране существуют каналы, пропускающие только ионы K⁺ в обоих направлениях. Каналы являются управляемыми, и могут открываться или закрываться в зависимости от разности потенци* алов между цитоплазмой и внешней средой, а также обладают инерционными свойствами.
В состоянии покоя часть K*каналов открыта. Из*за разницы концентраций K⁺ и Na⁺ на разных сторонах мембраны ионы K начинают диффундировать через K*каналы из цитоплазмы наружу. Этот процесс приводит к оттоку положительного заряда из клетки, и цитоплазма заряжается отрицатель* но. Возникают кулоновские силы, препятствующие дальнейшей диффузии ионов K⁺. Как только эти процессы уравновешивают друг друга, диффузия ионов K+ через K*каналы прекращается, и потенциал цитоплазмы достигает равновесного состояния *70 мВ.
В состоянии покоя разница потенциалов на мембране определяется формулой Ходжкина*Катца:
RT P c^{i } P c^{i } P c^e
_{  ln} K K Na Na Cl Cl _,
F P c^{e } P c^{e } P cⁱ
K K Na Na Cl Cl
где _P — проницаемость для мембраны для ионов K⁺, _P — концентрация K⁺ внутри клетки, _c^e —
K K K
снаружи, аналогично для других ионов. Формула выводится, исходя из однородности поля на мем* бране, если диффузионные токи I_K и I_Na известны. Значение потенциала покоя *70..*80 мВ, полу* ченное по этой формуле, согласуется с экспериментальными значениями.
Калиевые каналы открываются при изменении потенциала в положительную сторону и остаются открытыми, пока потенциал сохраняет свое значение.