Гиперполяризация мембраны палочек

Таким образом, результат поглощения фотона родопсином — образование опсина и свободного ретиналя. Другой результат этого процесса — гиперполяризация мембраны палочек. В норме в мембране существует темновой ток , обеспечивающийся входом в клетку натрия и выходом калия за счет работы N, К-АТФазы (см. гл. П1.2.1). Трансмембранный потенциал при этом составляет 20 мВ. Вспышка света вызывает гиперполяризацию мембраны до 70 мВ. При этом чем интенсивней свет, тем сильнее выражена гиперполяризация мембраны (рис. 56). [c.157]

Гиперполяризация мембран измеряется с помощью микроэлек-тродной техники и может быть имитирована приложением напряжения к мембране. С помощью этого метода было доказано, что гиперполяризация мембраны палочки является необходимым и достаточным условием передачи светового сигнала через синапсы к зрительным нейронам. [c.157]

В темноте ретиналь-хромофор родопсина находится в 11-цис-положении. Поглощение кванта света переводит его в транс-состояние (рис. XXIX. 13). Фотоизомеризация ретиналя и дает начало последовательности событий, ведущих к появлению зрительного пигмента. Мембрана палочки обладает селективной проницаемостью для разных ионов. В состоянии покоя это приводит к поляризации мембраны и созданию разности потенциалов между протоплазмой палочки и наружной средой (—40 мВ). Освещение палочки вызывает увеличение исходного отрицательного потенциала внутри клетки, т.е. гиперполяризацию клеточной мембраны (до —80 мВ). Это происходит вследствие того, что под действием света резко уменьшается проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия, несущих положительный заряд. Поглощение только одного кванта приводит к закрытию 100-300 натриевых каналов в наружной мембране. Возникающий светоиндуцированный электрический сигнал гиперполяризации передается от наружного сегмента к синаптическому окончанию на внутреннем сегменте палочки и приводит к появлению нервного импульса. Таким образом, в основе нейрофизиологического зрительного сигнала лежит индуцированное фотоизомеризацией ретиналя изменение проницаемости наружной мембраны палочки для ионов натрия. [c.412]

Решающая роль ионов N3+ в возникновении мембранного потенциала подтверждается опытами японского исследователя Хамасаки, согласно которым изолированная сетчатка глаза лягушки не обнаруживает обычной электро-ретинограммы при отсутствии ионов Ыа+ в наружной среде. В дальнейшем было показано, что амплитуда рецепторного потенциала увеличивается прямо пропорционально логарифму концентрации Ыа+. Сходные по смыслу данные приводят также Арден и Эрнст. Введение ионов На+ внутрь палочки уменьшало величину световой гиперполяризации мембраны. Последующее восстановление исходного натриевого градиента путем добавления ионов [c.142]

Таким образом, поглощение кванта света ретиналем родопсина, локализованным в диске, должно привести к гиперполяризации плазматической мембраны палочек, непосредственно не связанной с мембраной фоторецепторного диска (см. рис. 54). Оказалось, что вторичным мессенджером в этом процессе выступает цГМФ. Наиболее убедительные электрофизиологические доказательства того, что именно цГМФ выполняет роль вторичного мессенджера, открывая натриевые каналы в плазматической мембране, были получены в Институте биофизики АН СССР в Пу- [c.157]

Несмотря на то, что механизм передачи сигнала от фоторецепторного диска к плазматической мембране изучен достаточно-подробно, ряд вопросов остается не выясненным. Во-первых, не понятна роль другого вторичного мессенджера — ионов кальция. В описанных выше экспериментах по пэтч-клямпу Са +, в отличие от цГМФ, не влиял на работу натриевых каналов. Однако в некоторых работах было показано, что светозависимое увеличение концентрации внутриклеточного кальция приводит к гиперполяризации мембраны, которая исчезает после удаления ионов Са +. При этом введение в палочку хелатирующих Са + агентов снижает чувствительность фоторецепторной клетки к свету. [c.161]

Рис, 1.7а. Модель Хагинса высвобождение нервного импульса в палочках и колбочках позвоночных. Индуцированное светом изменение конформацни родопсина высвобождает ионы кальция из внутримембранного пространства между бислойными клетками это приводит к закрытию натриевых каналов плазматической мембраны, что вызывает гиперполяризацию. Таким образом, ионы кальция выступают в роли посредника между мембраной диска, где происходит первичная фотореакция, и клеточной мембраной, генерирующей нервный импульс. Справа на схеме изображены колбочки, дисковые мембраны которых представляют собой просто впячивания плазматической мембраны их функционирование описывается той же моделью с этой небольшой модификацией [3]. [c.16]

Изомеризация ретиналя из цис- в трансформу и последующие конформационные изменения родопсина-это первичные акты процесса зрительного возбуждения. Следующий важный этап, необходимый для генерирования нервного импульса, был выявлен при электрофизиологических исследованиях интактной сетчатки. Квант света вызывает кратковременную гиперполяризацию плазматической мембраны наружных сегтиентов (рис. 3729). Кинетика процесса гиперполяризации зависит от интенсивности светового пучка и уровня устойчивого фонового освещения. Время реакции на единичный фотон составляет около секунды, а на интенсивный падающий свет - несколько миллисекунд. В палочках не возникает потенциала действия. Их реакция на свет может быть различной силы. Величина сигнала, идущего от наружного сегмента к синапсу, зависит от числа поглощенных фотонов. Если взять обладающие полной чувствительностью адаптированные к темноте палочки, то полумаксимальный уровень гиперполяризации наблюдается при поглощении всего лищь 30 фотонов наружным сегментом палочки, содержащим 40 10 молекул родопсина (рис. 37.30). Поглощение единичного фотона адаптированной к темноте палочкой вызывает гиперполяризацию порядка 1 мВ, что улавливается синапсом и передается на другие нейроны сетчатки. Исключительная чувствитель- [c.344]

Изменение проницаемости плазматической мемфаны для Ма и последующая гиперполяризация - это многократно усиленные реакции наружного сегмента на свет. В самом деле, поглощение всего лшь одного фотона адаптированной к темноте палочкой блокирует ток более чем миллиона ионов натрия. Как возникает усиление такого масщтаба Прежде всего следует обратить вшмаше на то, что мембраны дисков, содержащие основную массу молекул родоп- [c.345]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология