Устройство клеточной мембраны возбудимой клеткиВ механизмах развития возбуждения участвуют 4 вида ионов: K+, Na+, Ca2+, Cl– (ионы Ca2+ участвуют в процессах возбуждения некоторых клеток, например, кардиомиоцитов, а ионы Cl– важны для развития торможения). Мембрана клетки, представляющая собой липидный бислой, непроницаема для этих ионов. В мембране существуют 2 типа специализированных интегральных белковых систем, которые обеспечивают транспорт ионов через клеточную мембрану: ионные насосы и ионные каналы. Ионные насосы и трансмембранные ионные градиенты Ионные насосы (помпы)– интегральные белки, которые обеспечивают активный перенос ионов против градиента концентрации. Энергией для транспорта служит энергия гидролиза АТФ. Na+/K+ помпа (откачивает из клетки Na+ в обмен на К+), Ca2+ помпа (откачивает из клетки Ca2+), Cl– помпа (откачивает из клетки Cl–). В результате работы ионных насосов создаются и поддерживаются трансмембранные ионные градиенты: · концентрация Na+, Ca2+, Cl– внутри клетки ниже, чем снаружи (в межклеточной жидкости)
Ионные каналы Ионные каналы – интегральные белки, которые обеспечивают пассивный транспорт ионов по градиенту концентрации. Энергией для транспорта служит разность концентрация ионов по обе стороны мембраны (трансмембранный ионный градиент). Неселективные каналы обладают следующими свойствами: · пропускают все типы ионов, но проницаемость для ионов K+ значительно выше, чем для других ионов;
Селективные каналы обладают следующими свойствами: · пропускают только один вид ионов; для каждого вида ионов существует свой вид каналов;
Избирательная проницаемость селективного канала обеспечивается селективным фильтром, который образован кольцом из отрицательно заряженных атомов кислорода, которое находится в самом узком месте канала. Изменение состояния канала обеспечивается работойворотного механизма, который представлен двумя белковыми молекулами. Эти белковые молекулы, т.н. активационные ворота и инативационные ворота, изменяя свою конформацию могут перекрывать ионный канал. В состоянии покоя активационные ворота закрыты, инактивационные ворота открыты (канал закрыт) (рис. 2.3). При действии на воротную систему сигнала активационные ворота открываются и начинается транспорт ионов через канал (канал активирован). При значительной деполяризации мембраны клетки инактивационные ворота закрываются и транспорт ионов прекращается (канал инактивирован). При восстановлении уровня МП канал возвращается в исходное (закрытое) состояние. Рис. 2.3. Состояния селективного ионного канала и условия перехода между ними . В зависимости от сигнала, который вызывает открытие активационных ворот, селективные ионные каналы подразделяют на: · хемочувствительные каналы – сигналом к открытию активационных ворот является изменение конформации ассоциированного с каналом белка-рецептора в результате присоединения к нему лиганда.
|