Роль ионных каналов в биоэлектрогенезе. Внутренняя пов-ть клеточной мембраны имеет отрицательный потенциал по отношению к внеш.Реализация обязательных условий блоэлектроген на наружной мембране

Внутренняя пов-ть клеточной мембраны имеет отрицательный потенциал по отношению к внеш.Реализация обязательных условий блоэлектроген на наружной мембране клетки в сост.покоя.

1.В цитоплазме преобладают К соли высших кислот, в межклеточной среде Na соли неор. Кислот

Проницаемость нар. Мембраны клетки для ионной калия значительно больше чем для натрия и Cl.Такая проницаемость обусловлена наличием на наружной мембране так называемых потенциал зависимых каналов,избирательно пропускающих К,Na,Cl. Если концентрация какого либо иона внутри клетки отлична от конц.этого иона снаружи и мембрана проницаема для этого иона,возникает поток заряженных частиц через мембрану.Происходит пространственное разобщение противоположных по знаку ионов.Вследствие этого нарушается обр-ся разность потенциалов.(градиент потенциала) между наружной и внутренней средой,которая препятствует дальнейшему переносу ионов через мембрану.При установлении равновесия между конц. И элект. Градиентом выравниваются значения электро-хим. потенциалов для этого иона,которые рассчитывается по формуле Нериста µ=µ_0+RTlnC+ƶFȹ

Основные свойства ионных каналов:

1. Селективность – 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). В то же время через катион-селективные каналы могут проходить разнообразные катионы, но проводимость мембраны для неосновного иона будет существенно ниже (относительная селективность). Например, калиевый ток через натриевый канал будет в 20 раз меньше, чем натриевый (относительная селективность для калия равна 0,05). Селективность канала определяется наличием селективного фильтра, образованного отрицательно заряженными атомами кислорода, жестко расположенными на определенном расстоянии и пропускающими ионы только определенного диаметра. Подходящий по размеру ион проходит через селективный фильтр без гидратной оболочки; слишком крупные ионы не могут пройти через селективный фильтр; мелкие ионы имеют трудности, связанные с потерей гидратной оболочки.

2. Независимость работы отдельных каналов. Прохождение тока через отдельный ионный канал не зависит от того, идет ли то через другие каналы. Например, К+-каналы могут быть включены или выключены, но ток через Na-каналы не изменяется. Влияние каналов друг на друга происходит опосредованно: изменение проницаемостей каких-либо каналов (например, натриевых) изменяет мембранный потенциал, а уже он, в свою очередь, влияет на проводимости прочих ионных каналов.

3. Дискретный характер проводимости отдельных каналов. 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.

4. Зависимость параметров канала от мембранного потенциала. Натриевый и калиевый потенциалзависимые каналы имеют сенсоры – некоторый элемент белковой молекулы, чувствительный к действию электрического поля. При изменении мембранного потенциала изменяется величина действующей на сенсор силы, в результате эта часть канала перемещается и меняет вероятность открывания или закрывания ворот – своеобразных заслонок, действующих по закону "всё или ничего".