Мембраны возбудимость

Открытие ионных каналов — это, однако, не единственный ответ на связывание медиатора. В рецепторах катехоламина, например, первичный ответ состоит в продуцировании вторичного мессенджера сАМР, который с помощью протеинкиназы регулирует не только ионную проницаемость возбудимых мембран, но также энергию метаболизма и биосинтез белка в клетке. Рецепторы, определяемые как молекулы, связывающие эндогенные лиганды, являются в действительности компонентами мембранных комплексов, состоящих из молекул разных видов одни из них связывают лиганды, а другие функционально активны в мембране. Способ, с помощью которого регулируется ионная проницаемость клеточной мембраны, можно рассмотреть на примере модели, разработанной для аксональных ионных каналов (гл. 6). [c.243]

Рис. 11.9. Эквивалентная схема элемента возбудимой мембраны нервного волокна

Но электрическая схема мембраны возбудимых клеток более сложна. В каждом элементе мембраны добавляется возбудитель спокойствия на рис. 30, а) — источ- [c.117]

Либерман E. A. Мембраны (ионная проницаемость, возбудимость, управление).— Биофизика , 1970, т. 15, с. 278—297. [c.12]

Берестовский с соавт. [121, 232] провел сравнение оптических свойств мембран нервных клеток и модифицированных черных пленок. При развитии потенциала действия в возбудимой биологической мембране наблюдаются изменения двулучепреломления, которые авторы работ [121, 232] связывают с изменением структуры мембраны. Такие же изменения двулучепреломления наблюдались у модифицированных пленок, имеющих М-образную вольтампер-ную характеристику на участке отрицательного сопротивления. Молекулярный механизм этих явлений не ясен. [c.169]

Мембранные рецепторы выполняют функции узнавания (иммунокомпе-тентная система), адгезии (обеспечение межклеточных контактов, формирование тканей), регуляции активности ионных каналов (электрическая возбудимость, создание мембранного потенциала). Мембранные ферменты в составе бислоя приобретают большую стабильность и способность к осуществлению реакций, которые в гидрофильном окружении протекали бы с весьма малой скоростью. Липидное окружение предоставляет таким белкам привилегированные условия функционирования, но и накладывает ограничения на поведение белковых ассоциатов последнее сильно зависит от плотности упаковки (микровязкости) мембран. Поэтому факторы, влияющие на липидный состав и свойства клеточной мембраны, оказывают регулирующее влияние на функции мембранных белков. [c.303]

Причины избирательности клеток в отношении К+ далеко не очевидны возможно, все дело в различной степени гидратации ионов К+ и Na+ (гл. 4, разд. В.8.б). Эти ионы могут иметь первостепенное значение для обеспечения возбудимости мембран (разд. Б.З) даже у бактерий. Различные концентрации двух данных ионов по разные стороны от мембраны обеспечивают существование легкодоступного источника энергии для многих связанных с функционированием мембран процессов. [c.363]

В состоянии покоя внутренняя сторона клеточной мембраны заряжена электроотрицательно по отношению к наружной поверхности. Объясняется это тем, что количество ионов Ка, выкачиваемых из клетки с помощью натриевого насоса, не вполне точно уравновешивается поступлением в клетку ионов К. В связи с этим часть катионов натрия удерживается внутренним слоем противоионов (анионов) на наружной поверхности клеточной мембраны. Таким образом, на мембранах, ограничивающих нервные клетки, поддерживается разность электрических потенциалов (трансмембранная разность электрических потенциалов) эти мембраны электрически возбудимы. [c.636]

Все изложенное показывает, что имеются основания трактовать изменения состояния возбудимой мембраны как фазовые переходы (см. 15.5). [c.528]

Возбудимый постсинаптический потенциал (е. р. з. р. в. п. с. п.) —потенциал, возникающий при деполяризации пост синаптической мембраны, суммарный локальный потенциал при достижении пороговой деполяризации, генерирующей потенци ал действия. [c.128]

Каналы пассивного транспорта ионов, проходящих через возбудимые мембраны, содержат два функциональных компонента воротный механизм и селективный фильтр. Воротный механизм, способный открывать или закрывать канал, может быть активирован электрически путем изменения мембранного потенциала или химически, например в синапсе, связыванием с молекулой нейромедиатора. Селективный фильтр имеет такие размеры и такое строение, которые позволяют пропускать ли- [c.162]

Как мы видели, нелинейные свойства возбудимых мембран отчетливо проявляются в генерации и распространении нервного импульса (гл. И). Рассмотрим периодические изменения состояния мембран, установленные в ряде опытов. Так, наблюдались колебания электрического потенциала в очень тонких двойных полиэтиленовых мембранах. Двойной слой состоял из поликислоты (а) и полиоснования ( ). Таким образом, в нем имелись три зоны — отрицательно заряженная а, нейтральная и положительно заряженная Ь (рис. 16.13). Мембрана помещалась в 0,15 М раствор Na l. При наложении отрицательного потенциала со стороны полиоснования наблюдались периодические импульсы (спайки) и при некотором критическом значении тока незатухающие колебания, сохраняющиеся часами. Ток через мембрану состоит из перемещения катионов сквозь зону а и анионов сквозь зону Ь. В результате в центральной нейтральной зоне накапливается Na l. Возрастание осмотического давления приводит к появлению потока растворителя в мембрану и к возрастанию в ней гидростатического давления. В то же время увеличение концентрации соли вызывает сокращение молекул полиэлектролита, что также увеличивает давление. Когда это увеличение превзойдет осмотическое давление, поток растворителя изменит знак, и концентрация соли внутри мембраны увеличится еще больше. Возникнет градиент концентрации, соль покинет мембрану и будет вытекать после того, как мембрана достигнет максимального сокращения. Затем наступает релаксация, возвращение мембраны в исходное состояние, и процесс начинается снова. [c.525]

В последние годы разработаны модели электрической активности сердца с целью рассчитать ЭКГ человека с учетом морфологических, цитологических и физиологических параметров миокарда [Баум О. В., Дубровин Э. И., 1973 Миллер, Гезелоувитц, 1978]. Такие модели описывают электрические свойства сердца совокупностью большого числа токовых диполей и поэтому называются многоди-польными эквивалентными электрическими генераторами. При исследовании этих моделей исходят из того, что в конечном счете источниками тока в миокарде являются мембраны возбудимых клеток сердечной мышцы. [c.181]

Рис. 6.8. Специфические ингибиторы калиевой проницаемости возбудимой мембраны. а — производные тетраэтиламмония (ТЭА) б — аминопиридииы.

Изучение мембранных явлений на живых организмах — чрезвычайно сложная экспериментальная задача. В 1962 г. П. Мюллер и сотрудники разработали методику приготовления бимолекулярных фое-фолипидных мембран, что предоставило возможность модельного исследования ионного транспорта через мембраны. Для приготовления искусственной мембраны каплю экстракта мозговых липидов в углеводородах наносят на отверстие в тефлоновом стаканчике (рис. 46, а). Искусственные мембраны имеют более простое строение, чем естественные (ср. рис. 45 и 46, б), но приближаются к последним по таким параметрам, как толщина, электрическая емкость, межфазное натяжение, проницаемость для воды и некоторых органических веществ. Однако электрическое сопротивление искусственных мембран на 4—5 порядков выше. Проводимость мембран увеличивают, добавляя ионофоры жирорастворимые кислоты (2,4-динитрофенол, дикумарол, пентахлорфе-нол и др.) или полипептиды (валиномицин, грамицидины А, В и С, ала-метицин и др.). Мембрана, модифицированная валиномицином, имеет сопротивление порядка 10 Ом/см , а ее проницаемость по К-" в 400 раз выше, чем по Ма+. На модифицированных моделях был изучен механизм селективной проницаемости мембран. В определенных условиях при добавлении белковых компонентов искусственная мембрана позволяет моделировать также свойство возбудимости. [c.140]

Активный ионный транспорт в нервной клетке имеет множество функций поддерживает мембранный потенциал возбудимой мембраны (натрий-калиевый насос), регулирует внутриклеточную концентрацию Са + ( a +,Mg2+-ATPaзa) и обеспечивает клетку энергией (РгАТРаза, протонный насос). Натрий-калиевый насос является электрогенным — на каждые три иона На+, транспортируемых наружу, направляются внутрь два иона К" " таким образом, при каледом цикле из клетки забирается по одному положительному заряду. АТР поставляет энергию для обеспечения активного транспорта (против ионного градиента), т. е. осуществляет связь между передачей импульса и метаболизмом нервной клетки. Система ионного транспорта включает АТРазу и ионофор — сложные мембранные белки. Один из белковых компонентов подвергается промежуточному фосфорили-рованию с помощью АТР. Гликозид дигиталиса и уабаин (стро- [c.184]

Особый интерес для биологии представляют возбудимые мембраны. Мы видели, что математическая модель нервной ткани выражается, в частности, уравнениями Ходжкина — Хаксли (с. 371). Это нелинейные уравнения четвертого порядка. Для целей качественного исследования можно, однако, понизить порядок нелинейности с четырех до двух путем исключения дифференциальных уравнений для быстрых компонент (см. с. 494). Одна из возможных упрощенных моделей второго порядка была получена и исследована Кринским и Иваницким. [c.527]

Уже упоминался второй тип локального потенциала, ингибиторный постсинаптический потенциал ( .р. з.р.). В то время как при возбуждающем постсинаптическом потенциале происходит деполяризация постсинаптической мембраны, ингибиторный постсинаптический потенциал приводит к гиперполяризации, т. е. дрейфу мембранного потенциала в сторону более отрицательных значений. Это достигается двумя способами либо закрыванием катионных каналов, либо открыванием анионных каналов. Такой процесс называется ингибиторным, так как он подавляет возбудимость мембраны и таким образом ингибирует или тормозит деполяризующий ответ Ыа+- и К -каналов. [c.121]

Долгое время электрофизиологические методы использовались для исследования наиболее значительных процессов возбуждения деполяризации и реполяризации всей мембраны, которые возникают как сумма большого числа единичных процессов — движения многочисленных ионов через множество каналов. Два современных экспериментальных подхода позволяют подробно исследовать одиночный ионный канал. При усовершенствовании электрофизиологических методов стало возможным провести измерение одиночных каналов в легко возбудимой мембране (рис. 5.11) [4]. Например, с помощью микроэлектрода (тоньше волоса) можно изучать функционирование ацетилхолинре-гулируемого Ыа+, К+-канала нейромышечной концевой пластинки (гл. 9) регистрировать его открытия и закрытия, максимальную проводимость, определять чувствительность к фармакологическим агентам и измерять мембранные потенциалы. Описательная физиология, биофизический и биохимический подходы на молекулярном уровне стали, таким образом, тесно взаимосвязаны. [c.123]

Кроме того, метод анализа так называемого щума возбудимой мембраны (рис. 5.12) позволил расширить количество применяемых методов изучения ионных каналов [6—8]. Рассмотрим кратко этот подход без вывода математических формул. Нервный импульс состоит из потоков ионов, проходящих через мембрану. Они проходят через каналы, регулирующие проницаемость мембраны, например, для Ыа+ или К+. Как показано в гл. 6, в состав этих каналов входят два функцнональ- [c.125]

Примеры известных веществ-медиаторов четко идентифицированы амины ацетилхолин, допамин, норадреналин и серотонин (5-НТ) менее четко — аминокислоты у-аминомасляная (GABA), глутаминовая и глицин предполагаемые медиаторы или нейромодуляторы — гистамин, пуриновые нуклеотиды, энкефалины и другие нейропептиды. Объектом действия является рецепторный белок в постсинаптической мембране (иногда также и в пресинаптической мембране), и механизм действия состоит в изменении ионной проводимости возбудимой мембраны [c.238]

Хотя электрофизиологические измерения вроде бы подтверждают принцип независимости, тем не менее очевидны несоответствия для систем транспорта натрия и калия. То, что ионные каналы возбудимой мембраны надо рассматривать не как простые отверстия, может быть доказано тем, что насыщение при высокой концентрации ионов аналогично насыщению фермента субстратом, а также взаимной конкуренцией между ионами Na+ и непроникающими ионами, которые блокируют канал. Модель Хилле свидетельствует о том же, демонстрируя возможность натриевого канала связывать одновременно только один ион Na+ с константой диссоциации Ко 368 мМ. В классической модели лиганд соединяется с молекулой переносчика и переносится с внешней поверхности мембраны на внутреннюю, где ион высвобождается. В данном случае этот механизм не наблюдается. Следовательно, натриевая транспортная система должна рассматриваться как канал с катионсвязывающим центром (и воротной системой) в отличие от переносчика канал пронизывает мембрану и является неподвижным. [c.140]

Кроме описанного действия GTX, ВТХ, вератридина, а также АТХ II на возбудимую мембрану, эти токсины стимулируют передачу химическими синапсами, что не является неожиданным, так как электрофизиологическими методами было показано, что секреция нейромедиатора ускоряется из-за деполяризации благодаря увеличению кальциевой проводимости пресинаптической мембраны. [c.150]

Организмы с точечными мутациями появляются в результате мутации единичного гена, и, таким образом, отдельного белка. Следовательно, сложное поведение может быть анализировано на уровне белков. Кроме хорошо изученной генетики дрозофила имеет следующие преимущества короткое время воспроизводства, легкость селекции, они достаточно дешевы (маленькие организмы, необходима малая площадь), безвредны и имеют несколько, но огромных хромосом. Из них уже был выделен ацетилхолиновый рецептор. Нейроны дрозофилы слишком малы для электрофизиологических исследований, но мышечные волокна позволяют изучать нейромышечную синаптическую передачу. Один мутант при анестезии делает необычные ритмические движения лапкой. Причина кроется в изменении потенциалзависимого калиевого канала, который обычно реполяризует мотонейрон после потенциала действия, блокируя передачу импульса. Здесь снова, как и в случае мутанта парамеции пешки , в основе изменения поведения лежит модификация белка ионного канала возбудимой мембраны. [c.362]

У эукариот вьщеляют следующие основные группы мембран плазматическую, ядерную, эндоплазматического ретикулума, митохондрий, хлоропластов, возбудимые мембраны, миелиновые оболочки аксонов, нейронов и др. Несмотря на то что каждый тип мембран отличается по химическому составу и строению, выполняет специфичекие функции, мембраны имеют общие структурные особенности и построены по единому типу [c.302]

Таким образом, ионные каналы непосредственно участвуют в передаче сигнала возбудимыми клетками. Существуют хемовозбу-димые (рецепторы ацетилхолина, у-аминомасляной кислоты, глута-мата, глицина и др.) и электровозбудимые (натриевые, калиевые, кальциевые, хлорные и др.) каналы. В эти транспортные системы входят участки связывания нейромедиаторов или сенсоры изменения силы электрического поля мембраны, а также непосредственно ионные поры, образованные несколькими трансмембранными белковыми фрагментами. [c.634]

Передача электрических сигналов нервной клеткой основана на изменении мембранного потенциала в результате прохождения относительно небольшого числа ионов через мембранные каналы. Эти ионы перемещаются за счет энергии, большой запас которой создаежя благодаря работе Ыа К -АТРазного насоса, поддерживающего более низкую концентрацию N0 и более высокую концентрацию К внутри клетки по сравнению с наружной средой. В покоящемся нейроне каналы избирательной утечки К делают мембрану более проницаемой для калия, чем для других ионов, и поэтому мембранный потенциал покоя близок к равновесному потенциалу К, составляющему примерно - 70 мВ. Внезапная деполяризация мембраны изменяет ее проницаемость, так как при этом открываются потенциал-зависимые натриевые каналы. Но, если деполяризованное состояние поддерживается, эти каналы вскоре инактивируются. Под влиянием мембранного электрического поля отдельные каналы совершают резкий переход от одной из возможных конформаций к другой. Потенциал действия инициируется тогда, когда под влиянием короткого деполяризующего стимула открывается часть потенциал-зависимых натриевых каналов, что делает мембрану более проницаемой для Ыа и еще дальше смещает мембранный потенциал по направлению к равновесному натриевому потенциалу. В результате такой положительной обратной связи открывается еще больше натриевых каналов, и так продолжается до тех пор, пока не возникнет потенциал действия, подчиняющийся закону всё или ничего . Потенциал действия быстро исчезает вследствие инактивации натриевых каналов, а во многих нейронах также и открытия потенциал-зависимых калиевых каналов. Распространение потенциала действия (импульса) по нервному волокну зависит от кабельных свойств этого волокна. Когда при импульсе мембрана на некотором участке деполяризуется, ток, проходящий здесь через натриевые каналы, деполяризует соседние участки мембраны, где в свою очередь возникают потенциалы действия. Во многих аксонах позвоночных высокая скорость и эффективность проведения импульсов достигается благодаря изоляции поверхности аксона миелиновой оболочкой, оставляющей открытыми лишь небольшие участки возбудимой мембраны. [c.92]

Смотреть страницы где упоминается термин Мембраны возбудимость: [c.121] [c.237] [c.123] [c.162] [c.44] [c.59] [c.117] [c.293] [c.522] [c.336] [c.146] [c.160] [c.162] [c.190] [c.603] [c.628] [c.196] [c.729] [c.313] [c.313] [c.314] [c.370] [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология