5. Натрий-калиевый насос, его роль в покое и при возбуждении.

Ионный насос – это обладающая АТФазной активностью молекула интегрального белка, обеспечивающая перенос ионов через мембрану с непосредственной затратой энергии вопреки концентрационному и эл. градиентам. Выведение Na+ сопряжено с транспортом К+ . Если К+ вне клетки нет, работа насоса блокируется, перенос Na+ из клетки в этом случае падает, составляя примерно 30% от нормального уровня. Сопряжённость транспорта Na+ и К+ уменьшает расход энергии примерно в 2 раза по сравнению с той, которая потребовалась бы при несопряженном транспорте. В результате сопряжённого транспорта ионов поддерживается постоянная разность концентрации этих ионов внутри и кне клетки. Одна молекула АТФ обеспечивает один цикл работы Na/К насоса: перенос 3х ионов Na+ за пределы клетки и 2х ионов К+ внутрь клетки. Таккой ассиметричный перенос ионов поддерживает избыток положительно заряженных частиц вне клетки и отрицательных зарядов внутри клетки, что позволяет считать этот насос структурой элетрогенной, дополнительно увеличивающей ПП примерно на несколько милливольт.

Роль натрий-калиевого насоса в покое. Главным ионом, обеспечивающим формирование ПП явл. К+. При уменьении концентрации К+ ПП уменьшается, при увеличении- возрастает. Проницаемость клеточной мембраны в покое для Na+ очень низкая, ионы Na+, согласно конц. и эл. градиентам, стремятся внутрь клетки. Это ведёт к уменьшению ПП, т.к. снаружи суммарное число «+» заряженных ионов уменьшается, а часть «-» ионов внутри клетки нейтрализуется входящими в клетку «+» ионами натрия.

Роль натрий-калиевого насоса при возбуждении. Активация и инактивация ионных электроуправляемых каналов осущ. вследствие изменений величины и знака заряда клетки. Na+-каналч активируются обычно деполяризацией клетки, К-каналы, расположенные с внутренней стороны клеточной мембраны, активируются инверсией (изменением заряда внутри клетки на положительный).

6. Потенциал действия, его фазы, ионные механизмы. Изменения проницаемости клеточной мембраны при возбуждении.

П Д – процесс возбуждения, это быстрое колебание величины МП вследствие активации и инактивации ионных каналов и диффузии ионов в клетку и из клетки. ПД подчиняется закону «всё или ничего», но не подчиняется закону силы. 3 фазы.

1) Фаза деполяризации – уменьшение заряда клетки до нуля. Ворота Na-каналов начинают открываться при достижении деполяризации клетки, равной 60% от порогового потенциала, который обычно составляет -40 мВ, в результате Na+ начинает поступать в клетку. Когда деполяризация клетки достигает критического уровня (величины МП), открывается дополнительно большое число электроуправляемых m-ворот Nа-каналов, и Na+ лавиной устремляется в клетку согласно конц. и эл. градиентам (в первую фазу ПД клетка имеет «-» заряд). В итоге МП =0.

2) Фаза инверсии – изменение знака заряда клетки на противоположный. Имеет 2 части.

Восходящая часть обеспечивается в основном входом Na+ в клетку, поэтому число «+» ионов в клетке превосходит число «-» ионов, заряд внутри клетки становится «+», снаружи – «-». Теперь эл градиент препятствует входу Na+ внутрь клетки, проводимость Na+ снижается.

Нисходящая часть начинается через 1 мс и более после начала деполяризации. Рост ПД прекращается вследствие закрытия натриевых h-ворот и открытия ворот К-каналов. Поскольку К+ находится внутри клетки, он быстро выходит из клетки согласно конц. градиенту, в клетке уменьш. число «+» ионов и заряд клетки снова начинает уменьшаться. Так продолжается до полного исчезновения «+» заряда внутри клетки.

3) Фаза реполяризации – восстановление ПП. Она связана с тем, что проницаемость клеточной мембраны для К+ всё ещё высока, К+ продолжает быстро выходить из клетки по конц. градиенту. Поскольку клетка теперь снова имеет внутри «-», а снаружи «+», эл. градиент препятствует выходу К+ из клетки. Его проницаемость снижается, хотя К+ продолжает выходить из клетки.