цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
аКТИВАЦИЯ И ИНАКТИВАЦИЯ ОДИНОЧНЫХ КАНАЛОВ
|
|
Использование метода patch-clamp позволило получить подробную информацию о том, как натриевые каналы отвечают на деполяризацию. Один из экспериментов с использованием этого метода приведен на рис. 6.10. Ток регистрировался от мышечного волокна крысы в культуре, в режиме cell-attached19). Для устранения инактивации натриевых каналов мембрана была гиперполяризована на некоторое время до — 100 мВ. Затем через пэтч--электрод была приложена деполяризация величиной 40 мВ приблизительно на 20 мс (рис. 6.10В, а). Приблизительно в 30 % случаев активации натриевых каналов в ответ на деполяризацию не было. В остальных случаях одиночные каналы открывались один или два раза, и наиболее часто это происходило в самом начале деполяризации (рис. 6.10В, Ь). Средний ток составил 1, 6 пА. Если допустить, что натриевый равновесный потенциал равен +30 мВ, то потенциал, создающий движущую силу для натрия, составит приблизительно -90 мВ; следовательно, проводимость одиночного канала равна 18 пСм. Эта величина сравнима с проводимостью натриевых каналов, измеренной в различных типах клеток. Просуммировав 300 отдельных токов одиночных каналов (рис. 6.10В, с), получим входящий ток, временной ход которого совпадает с током, протекающим в мембране целой клетки.
Как видно из рис. 6.10, среднее время пребывания канала в открытом состоянии (0, 7 мс) невелико в сравнении с временным
Глава б. Ионные механизмы потенциала действия 115
| Рис. 6. 10. Токи натриевых каналов. (А) Схема опыта. (В) Токи одиночных каналов в ответ на повторные деполяризующие скачки потенциала. Fig. 6.10. Sodium Channel Currents recorded from cell-attached patch on a cultured rat muscle cell. (A) Recording arrangement. Vc - the command potential applied to the membrane patch. (B) Repeated depolarizing voltage pulses applied to the patch, with the waveform shown in (a), produce single-channel currents (downward deflections) in the nine successive records shown in (b). The sum of 300 such records (c) shows that channels open most often in the initial 1 to 2 ms after the onset of the pulse, after which the probability of channel opening declines with the time constant of inactivation. (After Sigworth and Neher, 1980.) | 
|
ходом суммарного тока. Константа времени спада последнего (около 4 мс) не отражает то время, в течение которого отдельные каналы открыты. Время спада суммарного тока связано временем снижения вероятности открытия канала. Процессы активации (m 3) и инактивации (h) отражают сначала увеличение, а затем снижение вероятности того, что канал откроется в данный момент на короткое время. Произведение этих двух величин (m3h) описывает временной ход обобщенного изменения вероятности, которая быстро возрастает в начале деполяризации, достигает максимального значения, а затем постепенно спадает. При каждом отдельном деполяризующем скачке канал может открыться в самом начале, в середине или в конце деполяризации, или вовсе не открыться.
Обратимся вновь к рис. 6.9. Из рисунка видно, что перемещение заряда практически заканчивается в течение 0, 5 мс, до того, как натриевый ток достигнет максимального значения, т. е. до того, как большинство каналов перешло в открытое состояние. Отсюда следует, что изменение конформации белковой молекулы канала, связанное с перемещением зарядов внутри мембраны, отлично от изменения конформации, связанного с открытием канала. Неверно было бы, следовательно, говорить об этих зарядах как о некоей «ручке», непосредственно открывающей ворота канала. Перемещение зарядов означает лишь то, что вероятность перехода канала в открытое (или инактивированное) состояние возросла.