Ионные каналы. Пассивный транспорт ионов

Итак, мы с вами уяснили, что на мембране клетки имеется градиент концентрации ионов. Это потенциальная энергия, запасенная в клетке, которая может освободиться, если в мембране появятся отверстия, и тогда возникнут ионные токи через мембрану клетки,. Действительно, при помощи специальных трансмембранных белковых структур, в мембране образуются отверстия (поры), сообщающие вне- и внутриклеточную среду. Эти белковые мембранные структуры получили название – ионные каналы. Ионные каналы необходимо рассматривать как системы, проводящие электрические ионные токи, а переносчики — как системы обеспечения базовых условий, при которых такое проведение становится возможным.

На рис. 8 показан участок поверхностной мембраны клетки со встроенными в нее ионными каналами. Плотность каналов значительно варьирует в разных живых клетках. На один квадратный микрометр мембраны приходится от одного до 10 тысяч ионных каналов.

Как выглядит ионный канал? Это крупный белок, образующий центральную водную пору, которая сообщает межклеточное пространство и внутреннюю среду клетки. Канал имеет наружное устье, обращенное в сторону межклеточной среды, и внутреннее, которое обращено в сторону цитоплазмы. Кроме этого, канал имеет ворота - специальный участок, который может конформационно меняться, и перекрывать водную пору. При помощи этого воротного механизма канал может открываться и закрываться.

Рис 8. Ионные каналы клеточной мембраны

Некоторые трансмембранные белки образуют ионные каналы. На рисунке схематично представлен ионный канал с центральной водной порой, устьями и воротным механизмом.