цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
иЗБИРАТЕЛЬНЫЕ ЯДЫ ДЛЯ НАТРИЕВЫХ И КАЛИЕВЫХ КАНАЛОВ
|
|
Со времен первоначальных опытов Ходжкина и Хаксли были найдены удобные фармакологические средства, позволяющие избирательно блокировать натриевые или калиевые токи. Особенно удобным средством блокирования натриевых токов оказался тетродотоксин (ТТХ) и его фармакологический спутник сакситоксин (STX) (глава 3). ТТХ представляет собой сильный яд, содержащийся в яичниках и других органах рыбы фугу. В своем обзоре Као 12) описывает захватывающую историю этого яда, начинающуюся с его
106 Раздел II. Передача информации в нервной системе
| Рис. 6.3. Мембранные токи в ответ на деполяризацию. (А) Общий ток. (В) Емкостной ток. (С) Ранний входящий ток. (D) Поздний выходящий ток. Fig. б.З. Membrane Currents produced by depolarization. (A) Currents measured by a voltage clamp during a 56 mV depolarization of a squid axon membrane. The currents (lower trace) consist of a brief positive capacitative current an early transient phase of inward current and a late, maintained outward current. These are shown separately in В, С and D. The capacitative current (B) lasts for only a few microseconds (note the change in timescale). The small outward leak current is due to the movement of potassium and chloride. The early inward current (C) is due to sodium entry, the late outward current (D) to potassium movement out of the fiber. |
открытия китайским императором Шун Нунгом (2838-2698 до н. э). Император лично испробовал 365 различных веществ, составляя свою фармацевтическую коллекцию, и прожил на удивление долго. STX синтезируется морским планктоном и накапливается в питающихся планктоном моллюсках, таких как аляскинский Saxidomus. По силе действия этот яд сравним с ТТХ; употребление в пищу всего одного такого моллюска (сырым или в вареном виде) может привести к смертельному исходу.
Важное преимущество ТТХ для нейробиологических опытов заключается в высокой избирательности его действия. Мур, Нарахаши и их коллеги в своих экспериментах на аксоне кальмара показали, что ТТХ в концентрации всего 1 мкмоль или ниже избирательно блокирует потенциалзависимые натриевые каналы13). Изменение потенциала фиксации аксона, обработанного ТТХ, не приводит к возникновению входящего натриевого тока, но лишь выходящего калиевого (рис. 6.4А и В). Величина и временной ход калиевого тока не изменяются в присутствии ТТХ. Внутриклеточное введение ТТХ в аксон никак не действует на ток. Эффект STX ничем не отличается от эффекта ТТХ. Оба токсина связываются с одним и тем же посадочным местом, расположенным во внешнем устье канала, через которое проходят ионы натрия, и физически перекрывают им проход через мембрану 14).
Для калиевых каналов, участвующих в потенциале действия, также было найдено несколько блокирующих их вешеств. Так, в
Глава б. Ионные механизмы потенциала действия 107
| Рис. 6.4. Фармакологическое различение мембранных токов. (А) Отведение в нормальном растворе. (В) Блок натриевого тока тетродотоксином. (С) Блок калиевого тока TEA. Fig. 6.4. Pharmacological Separation of Membrane Currents into sodium and potassium components. Membrane currents were produced by clamping of the membrane potential to 0 mV in a frog myelinated nerve. (A) Control record in normal bathing solution. (B) The addition of 300 nW tetrodotoxin (TTX) causes the sodium current to disappear while the potassium current remains. (C) The addition of tetraethylammonium (TEA) blocks the potassium current leaving the sodium current intact. (After Hille, 1970.) | 
|
Рис. 6.5. Потенциалзависимость раннего и позднего токов. (А) Токи в ответ на гипер- и деполяризацию. (В) Зависимость амплитуды тока от величины пре-гиперполяризации и пре-деполяризации.
Fig. 6.5. Dependence of Early and Late Currents on Potential. (A) Currents produced by voltage steps from a holding potential of -65 mV to a hyperpolanzed level (-85 mV) and to successively increasing depolarized levels as
| 
indicated. The late potassium current increases as the depolarizing steps increase. The early sodium current first increases, then decreases with increasing depolarization; it is absent at +52 mV and reversed in sign at +65 mV. (B) Peak currents plotted against the potential to which the membrane is stepped. Late outward current increases rapidly with depolarization. Early inward current first increases in magnitude, then decreases, reversing to outward current at about +55 mV (the sodium equilibrium potential). (After Hodgkin, Huxley, and Katz, 1952.)
|
аксоне кальмара и миелинизированном аксоне лягушки, как показали Армстронг, Хилле и их коллеги, тетраэтиламоний (TEA, в концентрациях выше 10 ммоль) блокирует потенциалзависимые калиевые каналы (см. рис. 6.4С) 15).
В аксоне кальмара TEA необходимо добавлять во внутриклеточный раствор, поскольку он блокирует внутреннее устье канала; в других препаратах, таких как перехват Ранвье лягушки, TEA эффективен и при внеклеточ-
108 Раздел II. Передача информации в нервной системе
ной аппликации. Другие соединения, такие как 4-аминопиридин (4-АР) или диаминопиридин (DAP), блокируют калиевые каналы в миллимолярных концентрациях как снаружи, так и изнутри клетки.