ЗАНЯТИЕ № 8

ТЕМА: Переносчики ионов и ионные каналы

Цель: Изучить физические принципы работы и строения систем, осуществляющих транспорт ионов через мембраны

Живые системы на всех уровнях организации - открытые системы. Поэтому транспорт веществ через биологические мембраны - необходимое условие жизни. С переносом веществ через мембраны связаны процессы метаболизма клетки, биоэнергетические процессы, образование биопотенциалов, генерация нервного импульса и др. Нарушение транспорта веществ через биомембраны приводит к различным патологиям. Лечение часто связано с проникновением лекарств через клеточные мембраны. Эффективность лекарственного препарата в значительной степени зависит от проницаемости для него мембраны.

Вопросы для рассмотрения на занятии:

1. Методы исследования ионного транспорта через мембраны.

· Бислойные липидные мембраны, гигантский аксон кальмара.

· Микроэлектродная техника.

· Техника петч-кламп.

2. Вольтамперные характеристики.

· Токи через бислойную мембрану. Отклонения от линейности (по приближению Гольдмана) при высоких разностях концентраций ионов как следствие возникающей нелинейности распределения потенциала внутри мембраны.

· Блокаторы ионных каналов тетродоксин (натрий), тетраметиламмоний (калий).

· Два типа вольтамперных характеристик (постоянный ток) для мембран.

3. Переносчики ионов и каналы. Каналообразующие агенты. Зависимость проводимости от концентрации ионов.

4. Типы переносчиков: нейтральные, обменный транспорт, липофильные разобщители. Механизм переноса ионов.

5. Ионные каналы. Отличия вольтамперных характеристик калиевых и натриевых каналов.

6. Трехбарьерная модель ионного транспорта. Характер зависимости при лимитирующем центральном барьере и входе в канал.

7. Насыщение каналов. Однорядный характер транспорта при высоких концентрациях ионов.

8. Организация ионных каналов. Селективный фильтр.

Самостоятельная работа

Фермент Na⁺-K⁺-АТФаза в плазматической мембране эритроцита совершил шесть циклов. Какое количество ионов натрия и калия при этом было активно транспортировано? Сколько энергии было при этом израсходовано, если гидролиз одного моля АТФ сопровождается освобождением 33, 6 кДж? Эффективность процесса энергетического сопряжения считать 100%.

Литература

· Рубин А.Б. Биофизика. Т 2. – М., 2000, с. 72-204

· Рубин А.Б. Лекции по биофизике. – М., 1998, Лекция 14-16

· Антонов В.Ф. Биофизика. – М., 1999, с. 8-111

· Владимиров Ю.А. Биофизика. – М., 1983, с. 121-136, 147-172

· Волькенштеин М.В. Биофизика. – М., 1988, с. 341-354, 359-386