Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
переходит еще в одно, не показанное здесь состояние, в котором рецептор
инактивирован и не открывается даже в присутствии ацетилхолина.
314
е??
Суммарный том направлен в*утр*> (во>бу тлен** мь шць '
+:1 -
ч о
-iFUnr
в -
SO МС В реме
* к*
К
фЦ •м5г^|^Г
Мембраниъй пт "мим л фнк ов ровен на у роем" 28 "4
При потенциала реверсии суммарный ток нулю
Суммарный ток направлен наружу
50 мс В рами
50 мс В рами
Мембранм'ыц по*а""циаг1
фиксирован на уровна -1?Qa|
Рис. 19-26. Измерение тока через открытый канал ацетилхолинового
ренептора при разных значениях мембранного потенциала. С помощью таких
измерений можно установить ионную селективность каналов. Ток, переносимый
через открытый канал ионами определенного вида, будет изменяться при
изменении мембранного потенциала определенным образом в зависимости от
вида иона и градиента его концентрации по обе стороны мембраны. Зная
градиенты концентраций основных присутствующих ионов, можно определить
ионную селективность канала путем простого измерения зависимости
ток/напряжение; более полную информацию можно получить в результате
повторных измерений при других концентрациях иона. А. Зарегистрированный
с помощью метода пэтч-клампа ток, проходящий через одиночный канал,
находящийся в растворе с фиксированной концентрацией ацетилхолина, при
трех различных значениях мембранного потенциала. В каждом случае канал
случайным образом переходит из закрытого состояния в открытое и обратно,
но при некотором значении мембранного потенциала, которое называют
потенциалом реверсии, гок равен нулю даже тогда, когда канал открыт. В
данном случае потенциал реверсии близок к 0 мВ. Б. Такое же явление можно
наблюдать, измеряя после одиночной стимуляции нерва общий ток через
большое количество одиночных каналов с ацетилхолиновым рецептором,
находящихся в постсинаптической мембране нервно-мышечного соединения. На
графиках показаны изменения этого гока, измеренного с помощью
внутриклеточных электродов в условиях фиксации напряжения. Каналы
открываются при коротком воздействии ацетилхолина, но если мембранный
потенциал поддерживается на уровне потенциала реверсии, го ток равен
нулю. Поскольку открытые каналы проницаемы как для Na + . так и для К + .
а значения электрохимических движущих сил для этих ионов различны,
"нулевой ток" в действительности соответствует уравновешенным и
направленным навстречу друг другу токам Na+ и К+ . (Эти каналы проницаемы
и для Са2+ , но ток, переносимый ионами кальция, очень мал, так как их
концентрация низка.) По величине потенциала реверсии и его
чувствительности к концентрациям ионов во внешней среде можно судить об
относительной проницаемости канала для разных ионов. Например, некоторые
лиганд-зависимые каналы селективно проницаемы для С Г. и такие каналы
можно идентифицировать по величине потенциала реверсии, равной -60 мВ,
что близко к равновесному потенциалу С1 ; при этом потенциал реверсии
зависит от внеклеточной концентрации С1 , но не Na или К+ . (А по данным
В. Sakmann et al., Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 48, 247-257,
1983; Б no данным К. L. Magleby, C. F. Stevens, J. Physiol., 223, 173-
197, 1972.)
315
движущей силы. Если потенциал на мембране мышечной клетки соответствует
уровню покоя, то суммарная движущая сила для К+ близка к нулю, так как
градиент заряда почти уравновешивается градиентом концентрации К 4 . С
другой стороны, для NaT направления градиентов заряда и концентрации
совпадают, и их совместное действие направлено на перемещение ионов в
клетку. Ото относится и к ионам кальция, хотя внеклеточная концентрация
Са2+ настолько ниже концентрации Na+, что доля кальция во всем ионном
токе, направленном внутрь клетки, невелика.) Поэтому открытие каналов в
ацетилхолиновых рецепторах приводит в основном к значительному притоку
ионов Na + , что вызывает деполяризацию мембраны.
19.3.7. Ацетилхолин удаляется из синаптической щели в результате диффузии
и гидролиза [20]
Для того чтобы состояние постсинаптической клетки успешно регулировалось
сигналами, поступающими от пресинаптической клетки, постсинаптическое
возбуждение должно быстро спадать, как только пресинаптическая клетка
придет в состояние покоя. В нервно-мышечном соединении это достигается
путем быстрого удаления ацетилхолина из синаптической щели с помощью двух
механизмов. Во-первых, ацетилхолин рассеивается в результате диффузии,
которая благодаря малым расстояниям происходит очень быстро. Во-вторых,
ацетилхолин расщепляется ацетилхолинэстеразой на ацетат и холин. Этот
фермент, выделяемый мышечными клетками, прикрепляется с помощью
коллагеноподобного "хвоста" к базальной мембране, отделяющей нервное
окончание от мембраны мышечной клетки. Одна молекула ацетилхолинэстеразы
способна гидролизовать до 10 молекул ацетилхолина за 1 мс, поэтому весь
медиатор удаляется из синаптической щели через несколько сотен
микросекунд после его высвобождения из нервного окончания. Таким образом,
