м). Розрахунки показують, що сумарна площа каналів займає незначну частину поверхні клітинної мембрани.
Саме іонні канали забезпечують дві важливі властивості мембрани: селективність і провідність.
Селективність, або вибірковість, каналу забезпечується його особливої ??білкової структурою. Більшість каналів є електрокерованими, тобто їх здатність проводити іони залежить від величини мембранного потенціалу. Канал неоднорідний за своїми функціональними характеристиками, особливо це стосується білкових структур, що знаходяться біля входу в канал і у його виходу (так звані воротні механізми).
Розглянемо принцип роботи іонних каналів на прикладі натрієвого каналу. Вважають, що в стані спокою натрієвий канал закритий. При деполяризації клітинної мембрани до певного рівня відбувається відкриття m-активаційних воріт (активація) і посилення надходження іонів Na + всередину клітини. Через кілька мілісекунд після відкриття m-воріт відбувається закриття h-воріт, розташованих біля виходу натрієвих каналів (інактивація). Інактивація розвивається в клітинній мембрані дуже швидко і ступінь інактивації залежить від величини і часу дії деполяризующего стимулу.
Робота натрієвих каналів визначається величиною мембранного потенціалу відповідно з певними законами ймовірності. Розраховано, що активоване натрієвий канал пропускає всього 6000 іонів за 1 мс. При цьому досить істотний натрієвий струм, який проходить через мембрани під час збудження, являє собою суму тисяч одиночних струмів.
При генерації одиночного потенціалу дії в товстому нервовому волокні зміна концентрації іонів Na у внутрішньому середовищі складає всього 1/100000 від внутрішнього змісту іонів Na гігантського аксона кальмара. Однак для тонких нервових волокон це зміна концентрації може бути досить істотним.
Крім натрієвих, в клітинних мембранах встановлені інші види каналів, вибірково проникних для окремих іонів: К +, Са 2 +, причому існують різновиди каналів для цих іонів.
Ходжкин і Хакслі сформулювали принцип «незалежності» каналів, згідно з яким потоки натрію і калію через мембрану незалежні один від одного.
Властивість провідності різних каналів неоднаково. Зокрема, для калієвих каналів процес інактивації, як для натрієвих каналів, не існує. Є особливі калієві канали, що активуються при підвищенні внутрішньоклітинної концентрації кальцію і деполяризації клітинної мембрани. Активація калій-кальцій залежних каналів прискорює реполяризацию, тим самим відновлюючи початкове значення потенціалу спокою.
Природа збудження
У стані спокою між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани клітини існує різниця потенціалів, яка потім була названа мембранним потенціалом спокою або мембранним потенціалом [2]. Його величина у різних клітин коливається від 60 до 90 мВ.
Було розроблено кілька теорій виникнення і підтримки мембранного потенціалу спокою. У 1949-52 рр.. Ходжкин, Хакслі, Катц модифікували й експериментально обгрунтували мембранно-іонну теорію. Відповідно до цієї теорії мембранний потенціал спокою (МПП) обумовлений неоднаковою концентрацією іонів натрію, калію, кальцію, хлору всередині клітини і в позаклітинній рідини, а також неоднаковою проникністю для цих іонів поверхневої мембрани клітини. ...
