Иондық каналдар (арналар) туралы қазақша

Өткізгіштігі иондық арнаның байланысты екі факторға: біріншіден, бір жеңілдігі, иондар арқылы өтеді ашық арна. Бұл ішкі қасиеті арна ретінде белгілі өтімділік арна. Екіншіден, өткізгіштігі тәуелді иондарының концентрациясы шамамен сағаларының арна. Анық, егер калий иондары жоқ сияқты ішіндегі және сыртындағы жасушалары, онда болуы мүмкін емес және ток. Бұл болады маңызды емес, қандай өтімділік арна немесе қаншалықты үлкен мембраналық әлеуеті. Бар болса бірнеше калий иондары болса, онда, бір шама өткізгіштік және стандартты трансмембранном әлеует ток арқылы иондық арна әлдеқайда аз кезінде артық концентрациясы калий иондары. Бұл қарым-қатынас ұсынылуы мүмкін төмендегідей:
Ашық арна –> өтімділік.
Өтімділік + иондары –> өткізгіштігі.
Ал, қаралған мысалдар арқылы иондық ток концентрациясы калий иондары бірдей екі жағынан мембраналар. Бұл жүреді, егер біз жасаймыз концентрациясы бұл ион » пипетке және ваннада түрлі? Ұсынамыз, не алғаннан кейін конфигурация outside-out, концентрациясы калий ваннада құрайды 3 ммоль (ұқсас қалыпты внеклеточной концентрациясы бұл ион), ал ішіндегі электродтың бұл концентрациясы тең 90 ммоль (өзбектерде цитоплазматической концентрациясы). Егер калиевый каналы мембране ашылады, онда калий иондары бастайды қозғалу бірі тамшуырлар » ванночку. Мұндай ток пайда болады, тіпті болмаған жағдайда әлеуетті пипетке, өйткені қозғаушы күші калий иондары болып табылады градиент шоғырлану. Егер біз зарядим пипетку оң, градиент әлеуетін мембране болады арттыруға қозғалысы оң зарядталған калий иондары сыртқа (к минусу). Нәтижесінде тогы иондар арқылы калий арналар өсетін болады. Және керісінше, егер сипат пипетке теріс заряд қозғалысы калий иондары бірі электрод сыртқа мембрана арқылы бәсеңдейді және арналық ток азаяды. Атап өту маңызды, бұл кезде жеткілікті үлкен теріс заряде иондары калий бастайды қозғалысы ішке, яғни қарсы концентрациясының градиенті. Ток иондарының калий каналы арқылы байланысты электр әлеуетін мембраналар және градиенті калий концентрациясы. Комбинациясы осы екі факторлардың қалыптастырады электрохимиялық градиент үшін калий. Айырмашылығы бастауыш нәтиже алынған кезде, бірдей концентрацияда калий иондары екі жағынан мембраналар, мысалда иондық ток нөлге тең кезінде әлеуеті арналған пипетке -85 мВ. Бұл ретте әлеуеті ұмтылу калий иондары шығу каналы арқылы сыртқа концентрация градиенті бойынша толық уравновешено трансмембранной айырма электр әлеуетін, ол жібереді қозғалысы иондардың қарама-қарсы бағытта. Бұл трансмембранный әлеуеті деп аталады қалиев равновесным әлеуеті бар (ЕК) тепе-теңдік әлеуеті тек концентрациясы иондары екі жағынан мембраналар, бірақ қасиеттеріне иондық каналдың немесе тетігін ену иондар арқылы арна.
Қандай әлеуеті үшін теңестіру әсері нақты айырмашылық концентрациясын калий иондары? Деген болжам Ек жай пропорционалды арасындағы айырмашылық клеткаішілік [К]i және сыртқы [К]0 концентрациясы калий иондары, мүлдем дұрыс. Дәлірек айтқанда, тепе-теңдік потенциалы тәуелді арасындағы айырма логарифмами шоғырлануы:

Константасы k анықталады формула RT/(zF), мұндағы R – газ тұрақтысы, Т – абсолюттік температура, z – валентность ион болған жағдайда (+1) F – саны Фарадей (саны кулонов электрді 1 молярном ерітіндіде ион). Осылайша , көруге болады ретінде .
Бұл теңдеу деп аталады уравнением Нернста үшін калий иондары. Ұқсас құруға болады гальваникалық элементтер мен басқа да негізгі иондар. Қатынасы RT/(zF) өлшенеді вольтпен беріледі және тең шамамен 25 мВ температурасы 20° С. Кейде неғұрлым ыңғайлы пайдалануға десятичным (log), сондай-ақ табиғи логарифмом (ln). Сонда значениемRT/(zF) болуы тиіс умножено In 10, немесе 2,31 мүмкіндік нәтижесінде 58 мВ. Яғни
.
Кезінде сүтқоректілердің дене температурасы (37°С) орнына 58 мВ пайдаланған жөн 61 мВ. Үшін жасушалар, көрсетілген сомаға-сур. 2.7 мәні £к = -85 мВ сәйкес келетін қатысты концентрациясының 1/30.
Атап өту қажет, бұл диффузия ион шоғырлануының градиенті бойынша емес қатаң байланысты оның концентрациясы. Барлық ерітінділерде басқа, өте әлсіз, иондары өзара іс-қимыл бір-бірімен, бұл көрінеді электростатическом притяжении немесе отталкивании зарядталған бөлшектердің. Нәтижесі осындай өзара іс-қимылдардың төмендету болып табылады тиімді концентрациясы иондары. Тиімді концентрациясы ион деп аталады белсенділігі. Сондықтан да неғұрлым дәлме-дәл теориялық параметрі теңдеуі үшін Нернста арақатынасы болып табылады активностей емес, концентрацияларының арақатынасы. Алайда, өйткені жиынтық концентрациясы иондары ішіндегі және сыртындағы жасушалары жақын, қатынасы белсенділігін иондар болады айтарлықтай жоғары концентрацияларының арақатынасы.
Қосылмай әлеуетін ток шамамен 4 рА, ал әлеуеті бар » пипетке -85 мВ иондық ток нөлге тең. Демек, иондық ток анықталады емес, абсолютті мәні мембраналық әлеуетін (Vm), a арасындағы айырма мембраналы әлеуеті мен равновесным әлеуеті бар осы ион егер де ион калий (Ек). Бұл айырмашылық Vm – Ек қозғаушы күші болып табылады өту үшін иондар арқылы арна. Жаңадан статистикаға жүгінсек, күріш. 2.7 F: мембранном әлеуеті нөлге тең, қозғаушы күші құрайды +85 мВ.
Сызықты емес қарым-қатынас «ток–кернеу»

Екінші тән қасиетке байланысты «ток–кернеу», болып табылады, оның қисықтығы. Кезінде ығысу жылғы равновесного әлеуетін -85 м жаққа деполяризации (яғни, нөлге тең) ток өзгереді, неғұрлым тез қарағанда, кезінде көшу жағына қарай гиперполяризации. Бұл үшін өткізгіштігі арна функциясы болып табылады концентрациясы ион. Біздің мысалда концентрациясы калий иондары ішіндегі тамшуырлар әлдеқайда жоғары концентрациясы осы ионының сыртқы ерітіндіде. Бұл әкеледі тогы, жүріп келе жатқан сыртқа көшіріледі, артық иондар қарағанда, токпен, ішке бағытталған. Қарай ығысуы жылғы равновесного әлеуетін жағына деполяризации, бұл әсер неғұрлым елеулі айырмашылық. Сондықтан тәуелділік «ток–кернеу» бар бағытталған жоғары иілу, қарамастан, өтімділік-бұл типті арна іс жүзінде тәуелді емес әлеуетін.
Сызықты емес қарым-қатынас «ток–кернеу» байқалады сондай-ақ, иондық каналдарда ие выпрямляющими қасиеттері бар. Мұндай арналарда өтімділік тәуелді әлеуетін, сондықтан да белгілі бір әлеуеті бар бір бағытта дамиды қарағанда әлдеқайда оңай кері. Осындай мысалдардың бірі болып табылады потенциалзависимый калиевый каналы, деп аталатын каналдың ішкі түзету (inward rectifier). Мұндай арна типі мүмкіндік береді калий иондарына жылжыту үшін жасуша ішіне кезінде әлеуеті, астам теріс қарағанда тепе-теңдік калиевый әлеуеті. Алайда потенциалах, кем жағымсыз қатысты равновесному калиевому әлеуетіне, выходящий ток немесе өте аз, немесе мүлдем жоқ.
Өтімділік ионды арналар

 

Қандай иондар арқылы өтеді арналары? Бірі ықтимал тетіктерін болып табылады диффузия арқылы сулы ортаға, заполняющую (арендаға). Ұсыну туралы диффузия жатыр, негізінде ерте гипотезаларды процесі туралы иондық өткізгіштік. Алайда, көпшілігі үшін арналарды қарапайым диффузия сипаттайды ионную өтімділік жеткіліксіз барабар. Басты себебі, бұл енген иондары күшіне өзара іс-қимыл ақуыз иондық канал. Мысалы, ерітіндіде болуы арқасында заряд иондары әрқашан жабылған гидратты қабықшасы. Жағдайда катионов молекулалары су құйып, осылайша теріс заряженный кислоро жеке және заңды тұлғалардың өтініштерін жағына ион. Егер кез иондық арна жеткілікті жіңішке қажет біраз мөлшері энергиясын босату үшін ион ассоциацияланған су молекуласы және мүмкіндік береді еніп, осы учаске арқылы. Арнада ион объектісі болуы мүмкін тарту немесе отталкивания электростатическими зарядтармен қабырғасының арна. Өзара іс-қимыл ион бастап комплементарными орталықтары иондық арна әкелуі мүмкін, бұл процесс енуін білдіреді өзіндік «перескок» ион бір орталықтың байланыстыру басқа. Мұндай өзара іс-қимыл ион қабырғасымен арна әсер етуі мүмкін ретінде ионную таңдау, сондай-ақ ағынның жылдамдығы иондар. Моделін сипаттайтын ионную өтімділік бұл механизм деп аталады модельдеріне Эйринга. Жалпы алғанда, осындай модельдер сипаттайды ионную іріктелуі және өткізгіштігі әлдеқайда барабар қарағанда, модель қарапайым диффузия.
Жұмыс істеуі иондық каналдардың мүмкіндік береді нейронам сигналдарға сыртқы ортадан немесе басқа нейрондық, беруге импульстер үлкен қашықтыққа атқарушы органдарға немесе басқа нейронам. Осылайша, барлық қиын қабылдау жүйесі және талдау сигналдарын, сонымен қатар генерациялау қозғалыс командасы, анықталады, сайып келгенде, белсенділігі иондық арналар.
Әрине, ол үшін барлық ионды токтар негізінде жатқан нейрональной дабыл негізделген пассивті қозғалысын иондар арқылы ашық ионды арналар бойынша шоғырлануының градиенті байланысты заряд клеткалық мембраналар. Басқа сөздермен айтқанда, нейрондық пайдаланады электрохимиялық градиенты генерациялау үшін ағыны иондардың және соның салдары ретінде қалыптастыру үшін электр сигналдары. Әлеуетті ионды токтар еді бұзбауға бұл градиенты, бірақ шын мәнінде, олай да жасушаларын пайдаланады энергиясын құратын құрамында барысында метаболизм, ұстап тұру үшін иондық құрамын цитоплазмы. Арнайы механизмдер негізінде жатқан белсенді көлік иондары.

Результирующий ағыны иондардың арқылы арна шоғырлануының градиенті бойынша азайтылуы мүмкін қарсы бағытталған электр градиентпен. Электр әлеуетін төмендететін результирующий ағыны қандай да бір ион нөлге дейін деп аталады равновесным әлеуеті осы ион. Қатынасы арасындағы равновесным әлеуеті мен градиентпен концентрациясы сипатталады уравнением Нернста. Қозғаушы күші қозғалысы үшін иондардың мембрана арқылы арасында айырмашылық бар равновесным және мембраналы потенциалдары. Иондық ток ағатын арқылы жеке арна, тәуелді қозғаушы күші осы ион және өткізгіштік арна үшін ион. Өз кезегінде, өткізгіштігі тәуелді өткізгіштік осы каналын және ішкі және сыртқы иондарының концентрацияларының.
Электрлік сигналдар жүйке жүйесі шоғырланған қозғалысын иондардың мембрана арқылы жүйке жасушалары. Бұл ионды токтар ағады арқылы су тері тесігін трансмембранных белоктар ретінде белгілі иондық арналар.
Каналдары бойынша ажыратылады өз іріктеу: кейбір катионды арналар әкеледі » тек қана натрий, калий немесе кальций және басқа да болып табылады кем сайлау. Анионды арналар салыстырмалы емес, селективті үшін шағын аниондарды, бірақ олар әкеледі негізінен хлор иондары, себебі хлор болып табылады ең кең таралған анионом внеклеточной және жасушаішілік сұйықтық.
Әдебиет
Терлецкий Н.А. Пайдасы мен зияны туралы сәулелену. (Relata Refero.)
Эбелинг. В. Энгель А., Файстель Р. Физика процестерді эволюциясы.
Поппер К. Р. Объективті білу. Эволюциялық тәсіл.
Малинецкий Г. Г.», — Деді. Құрылымдар. Есептеу эксперименті.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.