Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Особенности, характеризующие ионные каналы





Ионные каналы кардиомиоцитов

 

Ионные каналы кардиомиоцитов характеризуются несколькими особенностями. В первую очередь, видом ионов, переносящих заряд (например, калий, натрий, кальций, хлорид). Степень специфичности для различных ионов у разных каналов может отличаться. Есть каналы, пропускающие преимущественно только один вид ионов, хотя абсолютной селективности нет, практически ни у одного. Другие каналы пропускают несколько видов ионов, то есть осуществляют симпорт или антипорт.

Другой важной характеристикой ионных каналов является сила (величина) и направлениепротекающего через них тока.

Направление тока может быть входящее и выходящее. Входящие токи вызываются входом в клетку катионов или выходом из нее анионов. Эти токи способствуют деполяризации мембраны. Выходящие токи обусловлены выходом из клетки катионов или входом в нее анионов. Выходящие токи вызывают реполяризацию (гиперполяризацию) мембраны. В каждый момент времени направление тока через ионный канал определяется двумя основными факторами. Во-первых, равновесными потенциалами для ионов, которые переносят заряд. Эти равновесные потенциалы зависят от концентраций данного вида ионов вне и внутри клетки. Во-вторых, мембранным потенциалом в данный момент.

 
 

Обсудим эти факторы. Напомним, что равновесный потенциал для данного иона – это значение мембранного потенциала, при котором ток данного иона через мембрану не проходит при условии, что проницаемость мембраны для данного иона высокая. Отсутствие тока обусловлено уравновешиванием трансмембранных градиентов химических (концентраций ионов) и электрических потенциалов. Один из этих градиентов способствует входу ионов в клетку, а другой градиент – выходу из клетки. Значение равновесного потенциала можно рассчитать по уравнению Нернста.

EX – равновесный потенциал для ионов X; R – универсальная газовая постоянная; T – абсолютная температура; z – валентность иона (положительная для катионов и отрицательная для анионов); F – константа Фарадея; [ X ] o – внеклеточная концентрация иона X; [ X ] i – внутриклеточная концентрация иона X.

 

Если канал открывается, то ток ионов идет по градиенту концентрации, смещая мембранный потенциал ближе к равновесному. Когда мембранный потенциал достигнет равновесного трансмембранный ток ионов прекратится, и вместе с ним прекратится изменение мембранного потенциала. Смещение мембранного потенциала достигается перемещением очень малого числа ионов – такого малого, что при изменении мембранного потенциала распределение концентраций иона по обе стороны мембраны практически не изменяется. Поэтому в физиологических условиях равновесный потенциал зависит от концентраций ионов по обе стороны мембраны.

Подчеркнем наиболее важное положение: чем больше проницаемость мембраны для данного иона, тем ближе значение мембранного потенциала к равновесному потенциалу для данного иона, или, другими словами: при открытии ионного канала возникающий трансмембранный ток ионов смещает мембранный потенциал по направлению к равновесному потенциалу для данного иона.

В свете сделанного вывода, понятно, что, если ионный канал пропускающий ион X открывается в тот момент, когда мембранный потенциал более положителен, по отношению к EX, то ток через этот канал будет смещать мембранный потенциал в сторону отрицательных значений, то есть, будет гипер- или реполяризующим (выходящим). И, наоборот, если ионный канал открывается, когда значение мембранного потенциала более отрицательное, чем EX, то ионный ток будет деполяризующим (входящим).

Таким образом, направление тока через канал, пропускающий данный ион, определяется соотношением мембранного потенциала и равновесного потенциала для данного иона.

От соотношения мембранного и равновесного для данного иона потенциалов помимо направления будет зависеть и сила (величина)трансмембранного тока. Поскольку разность равновесного и мембранного потенциала представляет собой электродвижущую силу для ионного тока, по аналогии с законом Ома для участка цепи можно сказать, что сила тока, протекающего через данный канал пропорциональна этой разности потенциалов и проводимости мембраны:

 
 

IX – сила тока, переносимого ионами X через данный канал; Vm – мембранный потенциал; EX – равновесный потенциал для ионов X; gX – проводимость мембраны для ионов X, обусловленная данным каналом (величина, обратная сопротивлению).

 

Таким образом, величина тока данного иона зависит от следующих факторов:

1. мембранного потенциала;

2. равновесного потенциала для данного иона, определяемого распределением концентраций иона по обе стороны мембраны;

3. электрической проводимостью мембраны для данного иона, определяемой состоянием ионных каналов.

 

Особым фактором, влияющим на величину и направление тока, обусловленного данным ионным каналом, является выпрямляющий эффект канала (при смещении потенциала в одну сторону канал закрывается, а при смещении потенциала в другую сторону – открывается). Такое закрытие канала может быть связано с быстрой инактивацией при большой деполяризации (I Kr) или блокадой за счет внутриклеточного магния (I K1).

Выпрямляющий эффект рассматривается, как правило, для реполяризующих токов – они делятся на токи выходящего (например, I to, I Kr, I Ks) и входящего (например, I K1, I K(ATP), I K(Ach)) выпрямления. После деполяризационного скачка потенциала первые возникают, а последние прекращаются. Важно заметить, что все перечисленные токи являются реполяризующими (гиперполяризующими), но, в силу рассматриваемых особенностей, токи выходящего выпрямления обеспечивают начало реполяризации (когда мембрана деполяризована), а токи входящего выпрямления – конец реполяризации и потенциал покоя (когда мембрана относительно гиперполяризована).

Важной характеристикой ионного канала является его регуляция, или управление (gating). Эта характеристика говорит о зависимости состояния канала от параметров среды. Рассматриваются несколько аспектов регуляции ионных каналов.

Во-первых, это особенности активации, инактивации и восстановления после инактивации (реактивации) – эти процессы зависят, в основном, от мембранного потенциала и времени. Разные ионные каналы проявляют в этом отношении разные особенности. Например, кальциевые каналы T и L-типа активируются деполяризационным скачком потенциала, но для каналов Т-типа порог намного ниже.

Во-вторых, ионные каналы чувствительны к нервным и гуморальным влияниям. Одни каналы сравнительно мало реагируют на подобные воздействия (например, быстрые натриевые), для других такая регуляция исключительно важна (кальциевые каналы L-типа). В основном, такая регуляция осуществляется с помощью внутриклеточных мессенджеров (например, цАМФ). Эти особенности ионных каналов составляют базу для изменения их состояния в различных условиях функционирования организма.

И, наконец, в-третьих, ионные каналы чувствительны к действию различных фармакологических агентов, которые могут либо стимулировать, либо блокировать каналы. Эта особенность дает возможность для коррекции состояния ионных каналов в условиях патологии.

Наконец, ионные каналы характеризуются областью распространения. Плотность токов, обусловленных разными каналами, неодинакова в разных областях миокарда, особенно в клетках с быстрым и медленным электрическими ответами (рис.1,2). С другой стороны, разные каналы по-разному представлены у различных видов животных и человека. В связи с этим, имеются виды животных, у которых электрофизиологические особенности миокарда резко отличаются (крысы).

Краткая характеристика отдельных ионных каналов представлена в таблицах 1-2.

 

Date: 2015-07-02; view: 463; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию