2 курс / Нормальная физиология / Физиология клеточных мембран

21

Антипорт (контртранспорт) – оба вещества транспортируются в противоположные направления с помощью одного энергозависимого белка-переносчика.

NB!

Первично-активный транспорт стабильно осуществляется для того, чтобы обеспечить электроизоляционные свойства клетки, создать мембранный потенциал покоя. Если же возникнут нарушения первичного транспорта (например, при блокировке ионных насосов токсинами), то вторичный транспорт тоже не будет осуществляться, так как нет градиента концентрации ионов Na+.

На бытовом примере это можно представить так. Вы отдали деньги (АТФ) за велосипед (транспорт ионов Nа+), но решили вернуть его и купить что-то другое. Вы возвращаете велосипед (Na+), вам отдают деньги (АТФ), но за эти деньги вы решили купить, например, футбольный мяч (аминокислота).

22

Свойства и структура ионных каналов

Ионные каналы существуют для Na+, K+, Ca2+, Cl-

Все они бывают двух видов:

К примеру, для Na+ существуют потенциалзависимые ионные каналы, которые, которые состоят из двух ворот:

M-ворота (активационные), в состоянии покоя закрыты и не дают натрию проходить внутри мембраны

H-ворота (инактивационные) наоборот, в состоянии покоя открыты, но ионы натрия все равно не могут пройти сквозь мембрану, так как их дорога "перекрыта" закрытыми М- воротами

Лиганд-зависимые каналы работают точно таким же образом, но, вместо потенциала действия для открытия они нуждаются в контакте с химическим веществом.

23

Белковые каналы представлены практически для каждого иона

Основные особенности

Высокая специфичность

Она обусловлена характерной структурой белкового канала, благодаря чему 1 канал пропускает 1 вид ионов.

Селективность зависит от:

диаметра иона

диаметра канала

формы канала

характера электрического заряда

химических связей, расположенных вдоль внутренней поверхности канала

Разберем структуру канала для К+:

Это тетрамерный комплекс из нескольких субъединиц белков, наверху которого расположена своеобразная «петля» с двух сторон.

Между этими петлями формируется селективный фильтр, сквозь который пройдут только ионы К+

Этот селективный фильтр выстилают карбонильные соединения кислорода. Когда ионы К+ в комплексе с водой (гидратированные ионы) проходят сквозь этот фильтр, то они взаимодействуют с карбонильной группой и «сбрасывают» молекулы воды. Поэтому дальше сквозь канал К+ проходит самостоятельно, без молекул воды.

Почему таким же способом не проходят ионы Na+?

Дело в том, что карбонильные соединения и их группки размещены на достаточно большом расстоянии друг от друга, молекула К+ побольше и может вместиться между них, прореагировать с ними и пройти к клетке, а более мелкий ион Na+ при попадании в канал не может проконтактировать (задержаться между этими карбонильными группами) с фильтром – осуществляется селективность.

24

Проводимость

Проводимость канала – это количество ионов, которые могут пройти сквозь канал. Эта величина выражается в пикосименсах (пс). Диапазон проводимости варьируется для разных ионов, наиболее высокий он для ионов К+.

Механизм открытия

Некоторые каналы открыты постоянно (например, калиевые), а некоторые открываются только при воздействии на клетку химических стимулов (лиганд-зависимые) или при развитии в клетке потенциала действия (потенциалзависимые)

инактивация - способность каналов через некоторое время после своего открытия автоматически понижать свою проницаемость

блокировка - с помощью определенных веществ (тетродотоксина) можно заблокировать работу ионного канала и изменить функциональные свойства клетки

Канал VS Насос