Роль тока анионов С1 в создании потенциала покоя.

Проницаемость мембраны для С1~ может быть сопоставима с таковой для калия или даже превышать ее. Это характерно, например, для скелетных мышечных волокон. Незначительная роль хлорных токов в создании потенциала покоя объясняется распределением анионов хлора по разные стороны мембраны. Сила, создаваемая концентрационным градиентом ионов С1 (диффузионный потенциал Нернста) близка или равна силе, создаваемой электрическим потенциалом на мембране, возникающим за счет токов калия и натрия. В результате противоположные потоки С1~ оказываются почти или полностью уравновешенными. В связи с этим роль хлорного тока в создании потенциала покоя у клеток, как правило, незначительна или равна нулю (рис. 1.5, а). Например, в волокнах скелетной мускулатуры потоки хлора уравновешены потенциалом покоя. Вместе с тем в нервных клетках в состоянии покоя ток хлора внутрь немного преобладает над током хлора наружу, т.е. трансмембранные хлорные токи все-таки не полностью выровнены (рис. 1.5, б). Обычно входящий хлорный ток составляет всего 4% от величины тока калия. Важно иметь в виду, что из-за низкой концентрации хлора внутри клетки любое его перемещение через мембрану будет значимо менять градиент концентрации С1 , подстраивая величину химического диффузионного потенциала Ес к величине потенциала покоя.

Ионные токи, текущие через мембрану при потенциале покоя

Рис. 1.5. Ионные токи, текущие через мембрану при потенциале покоя:

а — в мышечных волокнах, где хлорные токи уравновешены и потенциал покоя формируется токами калия и натрия в зависимости от градиента концентрации этих ионов и относительной проницаемости мембраны; б — токи калия, натрия и хлора, формирующие потенциал покоя нейрона и в сумме, взаимно уравновешивающие

друг друга

Как следует из изложенного выше материала, важнейшей причиной формирования потенциала покоя является наличие трансмембранных концентрационных градиентов для потенциал-образующих ионов между цитоплазмой и наружной средой.

Поскольку главными потенциал-образующими ионами для клетки в покое являются катионы калия и натрия, важно понимать, какие механизмы обеспечивают такой трансмембранный перепад их концентраций, при котором внутри клетки натрия в 15—20 раз меньше, чем снаружи, а калия — наоборот, в 50 раз больше. Такое распределение ионов возможно лишь в том случае, когда имеется система, способная постоянно откачивать натрий из клетки и закачивать внутрь клетки калий. Необходимость такой системы связана еще и с тем, что потенциал покоя не является равновесным, т.е. не может выровнять текущие через мембрану токи натрия и калия. Поэтому в состоянии покоя постоянно существует выход катионов калия и небольшой вход ионов натрия через мембрану. Однако при этом не происходит заметных изменений внутриклеточных концентраций данных катионов в покое в течение всей жизни клетки. Это достигается благодаря работе специальных белковых молекул в мембране клетки, называемых натрий-калиевым насосом (Ка++-насосом).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >