Токи одиночных каналов

Рис. 4.4. Метод локальной фиксации потенциала мембраны. МЭ - микроэлектрод, ИК - ионный канал, М - мембрана клетки, СФП - схема фиксации потенциала, I - ток одиночного канала

В рассматриваемой канальной модели слоя (рис. 7.6, в) при нормальном падении плос-..кой волны вход в канал соответствует акустическому сопротивлению йд, воздух внутри каналов - акустической массе М,, и в то же время упругость воздуха обусловливает акустическую гибкость С . Поэтому электрическим аналогом одиночного канала является последовательный электрический контур (рис. 7.6, б). Рассчитав силу тока в этом контуре при известных характеристиках контура и источника, возбуждающего синусоидальные колебания, по аналогии определяют значение объемной колебательной скорости воздуха в канале. Соответственно, максимальную колебательную скорость воздуха выразим через измеренный перепад звукового давления АР и полное сопротивление канала формулой [c.163]

А Токи одиночного Na-канала [c.131]

Б Токи одиночного К-канала +50 [c.131]

Соответствующий математический анализ флуктуаций проводимости мембраны проводится с целью определения ряда параметров, характеризующих свойства одиночного канала время открытого состояния (то = 1/р) и скорости переходов между разными состояниями проводимость одиночного канала. Напомним, что проводимость мембраны (XIX. 25) характеризует зависимость потока ионов (ток) от потенциала на мембране g = В случае линейных вольтамперных зависи- [c.141]

Проводимость одиночного канала. Если в равновесных условиях количество открытых каналов флуктуирует во времени, то это вызывает соответствуюш ие флуктуации макроскопической проводимости мембраны. В экспериментах измеряются импульсы тока через мембрану, которые характеризуют среднее квадратичное отклонение от среднего значения Г. [c.146]

Рассмотрим одиночный канал, который открывается с вероятностью р, и пропускает ток г. Средний ток, проходяш ий через такой канал, равен гр, а величина квадрата тока г р. Из (XXI.8.14) следует, что [c.146]

Из последних двух выражений следует, что а = liq. Отсюда ток г через одиночный канал можно найти как [c.146]

Таким образом можно найти величину тока г, проходяш его через одиночный канал, измеряя среднее значение и флуктуации тока I через мембрану. [c.146]

Токи одиночных К+-каналов имеют амплитуду до 2 пА, а среднее время открытого состояния 5 мс. Однако за это время канал может несколько раз открыться и закрыться на короткое время, то есть могут происходить осцилляции тока. В отличие от натриевых, К+-каналы не инактивируются, пока ф выше порогового значения. Отдельные каналы во время деполяризации могут открываться по нескольку раз. [c.102]

Токи одиночных Са +-каналов кардиомиоцитов имеют более сложный характер по сравнению с Ка+- и К+-токами аксонов. Во время последовательных скачков деполяризации в 70 % случаев Са +-канал открывается на время = 1 мс затем через каждые 0,2 мс он закрывается и вновь открывается и пропускает ток с амплитудой импульса = 1 пА. Такой процесс активации Са +-тока длится около 130 - 200 мс, а затем наступает инактивация Са +-тока. В 30 % скачков деполяризаций кальциевый канал остается закрытым. [c.103]

Зависимость параметров канала от мембранного потенциала. Ионные каналы нервных волокон чувствительны к мембранному потенциалу, например натриевый и калиевый каналы аксона кальмара. Это проявляется в том, что после начала деполяризации мембраны соответствующие токи начинают изменяться с той или иной кинетикой (рис. 4.2). На языке ионных каналов этот процесс происходит следующим образом. Ион-селективный канал имеет сенсор - некоторый элемент своей конструкции, чувствительный к действию электрического поля (рис. 4.6). При изменении мембранного потенциала меняется величина действующей на него силы, в результате эта часть ионного канала перемещается и меняет вероятность открывания или закрывания ворот - своеобразных заслонок, действующих по закону все или ничего . Экспериментально показано, что под действием деполяризации мембраны увеличивается вероятность перехода натриевого канала в проводящее состояние. Скачок напряжения на мембране, создаваемый при измерениях методом фиксации потенциала (рис. 3.5 и 4.2), приводит к тому, что большое число каналов открывается. Через них проходит больше зарядов, а значит, в среднем, протекает больший ток. Существенно, что процесс роста проводимости канала определяется увеличением вероятности перехода канала в открытое состояние, а не увеличением диаметра открытого канала. Таково современное представление о механизме прохождения тока через одиночный канал. [c.103]

На рис. 23, иллюстрирующем сказанное, показаны траектории частиц пыли при обтекании одиночного волокна газовым потоком. Более легкие частицы в своем движении в большей степени следуют по линиям тока, обтекающим волокно. Наряду с этим, проходя в канал (отверстие) между двумя соседними волокнами, они могут столкнуться с поверхностью волокна также [c.67]

Те трансмембранные токи, которые измеряют в обычных экспериментах, например, на аксоне кальмара длиной 1 см и диаметром 1 мм, то есть площадью 3 10 мкм , обусловлены суммарным ответом (изменением проводимости) 500 3 10 - 10 " ионных каналов. Для такого ответа характерно плавное во времени изменение проводимости (рис. 3.6). Ответ одиночного ионного канала меняется во времени принципиально иным образом дискретно и для Ма -каналов (см. рис. 4.5), и для, и для Са +-каналов (см. описание ниже). [c.99]

На рис. 4.5 приведены результаты опытов, при которых на мембрану N раз подавали деполяризующ,ий сдвиг фиксированного потенциала ф = -40 мВ и регистрировали ток одиночного канала с помощ,ью метода локальной фиксации потенциала. Результаты опытов располагали один под другим 1-й, [c.100]

А) Воротная функция одиночных Na-каналов. Нэтч-кламп регистрация токов одиночных Na-каналов в мышечном волокне мыши при ступенчатом сдвиге напряжения от —80 до —40 мВ. Регистрация в конфигурации клетка прикреплена в условиях деполяризации волокна ионами s. В верхней части рисунка изображены 10 последовательных записей токов при полосе пропускания фильтра 3 кГц. Верхняя запись тока отражает одновременное открывание двух каналов, остальные записи соответствуют открыванию лишь одного канала. Исследуемый мембранный фрагмент (пэтч) возможно содержит > 10 Na-каналов. Нижняя часть рисунка изображает токовую кривую, полученную в результате усреднения токов по ансамблю. [c.131]

Рис. 19-26. Измерение тока через открытый канал ацетилхолинового рецептора при разных значениях мембранного потенциала. С помощью таких измерений можно установить ионную селективность каналов. Ток, переносимый через открытый канал ионами определенного вида, будет изменяться при изменении мембранного потенциала определенным образом в зависимости от вида иона и градиента его концентрации по обе стороны мембраны. Зная градиенты концентраций основных присутствующих ионов, можно определить ионную селективность канала путем простого измерения зависимости ток/напряжение более полную информацию можно получить в результате повторных измерений при других концентрациях иона. А. Зарегистрированный с помощью метода пэтч-клампа ток, проходящий через одиночный канал, находящийся в растворе с фиксированной концентрацией ацетилхолина, при трех различных значениях мембранного потенциала. В каждом случае канал случайным образом переходит из закрытого состояния в открытое и обратно, но при некотором значении мембранного потенциала, которое называют потенциалом реверсии, гок равен нулю даже тогда, когда канал открыт. В данном случае потенциал реверсии близок к О мВ. Б. Такое же явление можно наблюдать, измеряя после одиночной стимуляции нерва общий ток через больщое количество одиночных каналов с ацетилхолиновым рецептором, находящихся в постсинаптической мембране нервно-мыщечного соединения. На графиках показаны изменения этого гока, измеренного с помощью внутриклеточных электродов в условиях фиксации напряжения. Каналы открываются при коротком воздействии ацетилхолина, но если мембранный потенциал поддерживается на уровне потенциала реверсии, го ток равен нулю. Поскольку открытые каналы проницаемы как для Na . так и для К . а значения электрохимических движущих сил для этих ионов различны, нулевой ток в действительности соответствует уравновещенным и направленным навстречу друг другу токам Na и К . (Эти каналы проницаемы и для Са , но ток, переносимый ионами кальция, очень мал, так как их концентрация низка.)

Рнс. 9.1. Ток утечки (/), а также кальциевый (2) и бариевый (5) токи через участок мембраны моллюска Helix ро-matia площадью 30 мкы (поддерживаемый на мембране потенциал — 40 мВ, тестирующий потенциал 15 мВ для бариевого тока и 25 мВ для кальциевого тока при измерении токов утечка компенсировалась оценка вклада одиночного канала по флюктуациям для бария I = 0,25 0,6 х X 10 - А, для кальция i = 0,1 х X 10- 2 А) [43] [c.157]

Кольцевые одиночные и соосные струи. Характер течения в свободной струе, вытекающей из кольцевого устья, подробно изучался многими исследователями. Были изучены струи с относительной шириной щели = 2 (О — ОоУО от 0,1 до 1 с цилиндрическими и коническими соплами и О о—наружный и внутренний диаметры кольцевого канала). Линии тока, построенные по опытным данным, показывают, что вблизи сопла кольцевая струя эжектирует [c.33]

Проницаемость одиночных каналов и их число, приходящееся на единицу поверхности, определяются по связыванию токсинов, блокирующих каналы,— прежде всего тетродотоксина и сакситоксина, а также с помощью анализа флуктуаций ионных токов. Число каналов, приходящихся на 1 мкм мембраны, составляет несколько сот. Каждый открытый канал имеет проводимость 1—10 пСм. Пропускная способность Ка -канала - 10 ионов в 1 с, К -канала 10 ионов в 1 с. Схема строения канала, согласно современным представлениям, показана на рис. 11.21. Роль канала выполняет макромолекула некоего белка, создающая пору в двухслойной липидной мембране. У входа в канал снаружи имеется узкий селективный фильтр для ионов, у внутренней, выходной стороны расположены так называемые ворота , управляемые конформационно-лабильным сенсором. Изменение конформации этой части белка контролируется внутримембран-ным электрическим полем. Сенсор открывает или закрывает ворота . Для поведения системы определяющую роль играют электростатические заряды. Внутренняя поверхность канала, по-видимому, выстлана гидрофильными группами, благодаря чему канал проницаем для ионов. Можно думать, что для функционирования канала существенны и конформационные события в билипидной части мембраны — кинки (см. с. 339). [c.378]

В свою очередь этот ток модулируется так же, как токи звуковой частоты от микрофона модулируют выход радиопередатчика. Однако в этом случае применяется не один канал, а несколько распределенных соответственно на высокочастотном несущем сигнале. Даже при применении полиэтиленового кабеля этот высокочастотный сигнал сильно ослабляется при прохождении примерно 80 км кабеля. Поэтому каждые 60 км должны быть установлены усилители для увеличения уровня сигнала над неизбежным внутренним щумом, присущим всем проводникам. Одновременно к этим усилителям должна подводиться мощность для обеспечения работы ламп. В процессе производства кабеля одиночный медный проводник впрессовывается в полиэтиленовую смесь (рис. 45) затем поверх полиэтилена наносится внешняя медная оболочка, на которую накладываются последующие слои материалов, применяемых в основном для механической защиты. [c.145]

ИсПользуя этот метод, Бэйлор с сотрудниками обнаружили,, что даже при очень слабом освещении можно зарегистрировать незначительные флуктуации потенциала, которые представлены на рис. 17.12В (нижняя запись). Они пришли к выводу, что каждая флуктуация — это дискретное событие, вызванное фотоизомеризацией одиночной молекулы родопсина одним фотоном. Они подсчитали, что квантовый ток равен 1 пА (10 Д), а соответствующее изменение проводимости очень близко к тому, что наблюдается в одиночных каналах нервно-мышечного соединения, чувствительных к ацетилхолину. Дискретное событие в нервно-мышечнОм соединении представляет собой резкий переход канала от закрытого состояния к открытому, которое длится всего около 1 мс (см. гл. 9). В отличие от этого график. [c.438]

Наиболее часто применяемыми кальциевыми антагонистами являются соединения из группы дигидропиридинов (рис. 12). Эффект блокатора кальциевых токов нитрендипина, как и функция самого канала, зависит от потенциала этот кальциевый антагонист воздействует лишь на инактивированный канал. Удивительным является факт, что близкие структурные аналоги нитрендипина, напротив, увеличивают кальциевый ток. Исходя из данных опытов по измерению тока через одиночные [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология