Типы ионных каналов, их функциональное значение
Понятие о проводимости и селективности ионных каналов
Селективность, или избирательность — способность ионных каналов избирательно пропускать ионы какого-либо одного типа. Измерения показали, что ионные каналы обладают абсолютной селективностью по отношению к катионам (катион-селективные каналы) либо анионам (анион-селективные каналы) канал. Селективность обеспечивается его особой белковой структурой. Их способность проводить ионы зависит от величины мембранного потенциала
Проводимость различных каналов неодинаково. Ионные каналы представляют собой субъединичный комплекс белков, пронизывающий мембрану. При этом проводимость канала дискретна и он может находиться в двух состояниях – открытом или закрытом. Переходы между состояниями происходят в случайные моменты времени и подчиняются статистическим закономерностям. Нельзя сказать, что данный канал откроется именно в данный момент времени. Можно говорить лишь о вероятности открывания канала в определенном интервале времени.
Понятие об ионной асимметрии, концентрация инков Na, k, Cl — снаружи и внутри клетки на примере мышечного волокна лягушки
Ионная
асимметрия — неравномерное распределение
ионов внутри и вне клетки.
Механизм формирования потенциала покоя. Роль отдельных ионов. Значение равновесного калиевого потенциала
Мембранный потенциал покоя образуется главным образом благодаря выходу К+ из клетки через неселективные ионные каналы. Утечка из клетки положительно заряженных ионов приводит к тому, что внутренняя поверхность мембраны клетки заряжается отрицательно относительно наружной.
Мембранный потенциал, возникающий в результате утечки К+ , называют «равновесным калиевым потенциалом» (Ек). Потенциал покоя, как правило, очень близок к Ек, но не точно равен ему. Эта разница объясняется тем, что свой вклад в формирование ПП вносят:
1) поступление в клетку Na+ и Cl– через неселективные ионные каналы; при этом поступление в клетку Cl– дополнительно гиперполяризует мембрану, а поступление Na+ – дополнительно деполяризует ее; вклад этих ионов в формирование ПП невелик, так как проницаемость неселективных каналов для Cl– и Na + в 2,5 и 25 раза ниже, чем для К+
2) прямой электрогенный эффект Na+ /К+ ионного насоса, возникающий в том случае, если ионный насос работает асимметрично (количество переносимых в клетку ионов K+ не равно количеству выносимых из клетки ионов Na+)
Понятие о пассивных и активных изменениях мембраны при действии раздражителя. Локальный ответ и критический уровень деполяризации Пассивные изменения потенциала зависят от электрической емкости и электрического сопротивления самой мембраны. Они связаны с воздействиями на мембраны раздражителей, которые изменяют потенциал покоя, но не влияют при этом на ионную проницаемость каналов. Электротонические (пассивные) потенциалы способны изменять величину порогового потенциала и соответственно повышают или уменьшают возбудимость мембраны. После прекращения действия раздражителя мембранный потенциал возвращается к исходному состоянию. Активные ответы мембраны - локальные ответы и потенциалы действия - обусловлены молекулярными перестройками мембраны, которые развиваются после действия электрического стимула и приводят к изменениям проницаемости каналов для ионов натрия. Локальный потенциал - это местное нераспространяющееся подпороговое возбуждение, существующее в пределах от потенциала покоя (-70 мВ в среднем) до критического уровня деполяризации (-50 мВ в среднем). Его длительность может быть от нескольких миллисекунд до десятков минут. Критический уровень деполяризации - это такой уровень электрического потенциала мембраны возбудимой клетки, от которого локальный потенциал переходит в потенциал действия. В основе перехода локального потенциала в потенщиал действия лежит самонарастающее открытие потенциал-управляемых ионных каналов для натрия, которое происходит под действием нарастающей деполяризации.