Метаболизм от электрического потенциал

Электрические импульсы возбуждения - потенциалы действия распространяются по нервным и мышечным волокнам без затухания, так как в каждой точке возбудимой активной среды, до которой дошло возбуждение, заново генерируется потенциал действия. Мышечные и нервные волокна являются средами с распределенными источниками энергии метаболизма клеток. [c.130]

Ранние процессы транспорта ионов в последовательности активации были хорошо изучены с помощью большого количества методов, в результате чего был сделан вывод, что измепепия внутриклеточного pH сами по себе достаточны для стимуляции метаболизма и инициации роста. Было четко показано, что ранняя деполяризация, известная как потенциал активации, не играет роли в активации метаболизма. Искусственная деполяризация путем изменения электрического напряжения (Jaffee, 1976) или добавления КС1 (Steinhardt, Mazia, 1973) не вызывает активации метаболизма. Предупреждение потенциала активации путем изменения электриче-ч кого напряжения также ие влияет на последующую активацию в результате оплодотворения. [c.336]

Локальные короткодистантные эффекты тучных клеток проявляются на клеточно-тканевом уровне. Гепарин снижает метаболизм клеток благодаря изменению электрического потенциала клеточной поверхности, что ведет к торможению роста клеток и блокаде фагоцитоза. Благодаря полианионной структуре он, подобно другим ГАГ, способен образовывать комплексы с белками и связывать биогенные амины. На этом основаны антитоксическое действие гепарина, инактивация ряда ферментов, в том числе лизосомных, антигиалуронидазный эффект, снижающий проницаемость основного вещества и капилляров, освобождение тканй от излишков гистамина. Все это в совокупности обусловливает антивоспалительное действие гепарина. [c.71]

Теперь мы обратимся к краткому рассмотрению того, как описанные фотохимические изменения превраш,аются в электрический импульс, который стимулирует мозг. Существуют доказательства, что одиночный квант света может вызвать раздражение палочки сетчатки. Однако поглощение одного кванта еще не создает эффекта зрения. Для этого требуется попадание нескольких квантов (согласно разумной оценке, от двух до шести квантов) в одну и ту же палочку в течение относительно короткого временного промежутка. Но даже в этом случае процесс весьма эффективен, а энергия конечной реакции существенно превосходит энергию, поглощенную зрительным пигментом. Поглощение света инициирует цепь реакций, черпающих энергию из метаболизма. Тем самым зрительное возбуждение является результатом усиления светового сигнала, попадающего в сетчатку. Фоторецептор служит биологическим эквивалентом фотоумножителя, который преобразует кванты света в электрический сигнал с большим усилением и низким шумом (см. гл. 7). И фоторецептор, и фотоумножитель достигают большого коэффициента усиления с помощью каскада стадий усиления. Зрительные пигменты представляют собой интегральные мембранные белки, которые находятся в плазме и мембранах дисков внешнего сегмента фоторецептора. Фотоизомеризация ретиналя вызывает серию конформационных изменений в связанном с ним белке и тем самым образует или раскрывает ферментативный активный центр. Следует каскад ферментативных реакций, которые в конце концов дают нервный импульс. Электрический ответ начинается с кратковременной гиперполяризации, вызванной закрытием нескольких сотен натриевых каналов в плазматической мембране. Таким способом молекулы-посредники (мессенджеры) передают информацию от диска рецептора к мембране плазмы. Вероятным кандидатом на роль мессенджера является богатый энергией циклический фосфат цГМФ (гуанозин-3, 5 -цикломонофосфат), возможно, в сочетании с ионами Са +. Было показано, что катионная проводимость плазматических мембран палочек и колбочек прямо контролируется цГМФ. Таким образом светоиндуцированные структурные изменения диска активируют механизм преобразования, который сам генерирует потенциал, распространяющийся по плазматической мембране. В настоящее время детали механизмов преобразования и усиления продолжают исследоваться. Была предложена схема, основной упор в которой делается на центральную роль фосфодиэстеразы в процессе контроля за кон- [c.241]

Несмотря на то что представление о функции нейронов, изложенное выше, является общепринятым на протяжении многих лет, все же последние открытия показывают, что оно должно быть частично пересмотрено. По-видимому, дендриты обладают способностью не только принимать информацию, но и передавать ее. Кроме того, если на большие расстояния передача информации осуществляется, несомненно, посредством пиковых потенциалов действия, то между более короткими нейронами и дендритами коммуникация в основном происходит путем обмена химическими веществами через контакты со щелью (gap junti-ons), обладающие низким электрическим сопротивлением (электротони-ческие соединения) (гл. 1, разд. Д,3). Через эти межклеточные контакты могут передаваться небольшие изменения мембранного потенциала, что отражается на поведении прилегающих нейронов. Химические медиаторы влияют не только на электрические характеристики лостсинаптических нейронов, но могут воздействовать на метаболизм или транскрипцию генов [36а]. [c.327]

Еще одна трудность, связанная с классическим описанием,, состоит в том, что при рассмотрении кожи лягушки на языке электрических аналогий имеется опасность предположения о существовании постоянной или стехиометрической зависимости между скоростями транспорта и метаболизма при всех условиях эксперимента [18,20]. Отсюда иногда возникало убеждение, что линейная зависимость между скоростями транспорта и метаболизма доказывает существование стехиометрии и позволяет рассчитать стехиометрические соотношения, несмотря на то что линейность не эквивалентна пропорциональности. К тому же, когда экспериментально обнаруживается переменная стехиометрия, как часто случается, например, при исследовании окислительного фосфорилирования, это приписывают обычно техническим недостаткам, вместо того чтобы исследовать ее внутренний смысл. Полное сопряжение (стехиометрия) транспорта и метаболизма фактически найдено в идеальных электрохимических ячейках. Однако в биологических системах следовало бы ожидать частичного десопряжения вследствие либо разложения метаболических интермедиатов, либо диссипации градиента электрохимического потенциала из-за утечки [16]. В таких случаях поддержание разности электрохимических потенциалов в ткани, даже в отсутствие результирующего потока, потребовало бы затраты метаболической энергии. Это находится в очевидном противоречии с трактовкой, лежащей в основе уравнения (4.1), которая подразумевает, что в отсутствие результирующего потока скорость совершения работы (1У Х скорость натриевого транспорта) будет равна нулю. Считается, что уравнение (4.1) дает только минимальную величину необходимой скорости расходования метаболической энергии,, но если это так, то данная трактовка несколько утрачивает свою ценность как средство точного анализа энергетики транспортной системы. [c.55]

В дальнейшем происходит адсорбция молекул и ионов и активное поступление их в цитоплазму, которое осуществляется путем обмена ионов Н+ и НСОз , выделяемых в процессе дыхания цитоплазмой, иа адсорбированные анионы и катионы, или перенесение адсорбированных ионов и молекул с помощью-переносчиков в глубоколежащие слои цитоплазмы, где они включаются в метаболизм. При этом анионы поглощаются рас- тениями против градиента электрохимического потенциала, что-требует определенной затраты энергии, а катионы поступают без сопротивления электрических сил. [c.307]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология