Современные представления о строении и функции мембран

Плазматическая мембрана(невролемма у нервных клеток, сарколемма у мышечных) состоит из двух слоев фосфолипидов в которые встроены интегральные белки, на которых находятся периферические белки – ферменты, переносчики, ионные каналы, рецепторы и углеводы.

Функции:

-Барьерно-транспортная

-Генерация ПД

-Межклеточное взаимодействие(передача сигнала от одного нейрона к другому)

Ионные каналы – интегральные белки мембраны, которые выполняют функцию транспортирующей частицы для соответствующего иона. Имеют устье, селективный фильтр, ворота и механизм управления воротами. Перемещение ионов через каналы происходит по градиенту их концентрации.

-Потенциал-зависимые ионные каналы – управляются за счет разности потенциалов на мембране(рядом с каналом имеется электрический сенсор, который закрывает или открывает ворота каналов)

-Рецептор-зависимые каналы – ворота каналов управляются за счет взаимодействия рецептора и медиатора.

Селективность зависит от геометрии каналов.

Натриевые каналы

1)В условиях покоя активационные ворота закрыты(МП=80)

2) При снижении МП активационные ворота открываются и впускают ионы натрия в клетку

3)Закрываются инактивационные каналы – инактивация натриевых каналов

4)Затем спустя некоторое время закрываются активационные ворота, открываются инактивационные – канал готов к новому циклу.

Блокируется: тетродотоксин, новокаин.

Калиевые каналы (тот же механизм)

Блокируется: тетраэтиламмоний

Кальциевые каналы (тот же механизм) Блокируется ионами марганца, никеля, кадмия, верапамил, нифедепин, дильтиазем.

Пассивный транспорт веществ через мембрану. (затраты энергии не происходит)

Простая диффузия идет по химическому или электрохимическому градиенту(Например, если в клетке натрия 14 ммоль, а в среде - 140 ммоль, в этом случае пассивный поток будет направлен в клетку.)

Облегченная диффузия – с участием белков-переносчиков, связываясь с переносимой молекулой переносят ее по градиенту концентрации.

Первично-активный транспорт. (с затратой энергии)

Происходит против электрохимического градиента. Осуществляется за счет работы насосов – интегральных белков (транспортных АТФ-аз), перенос ионов происходит за счет гидролиза молекулы АТФ.

Калий-натриевый насос(наружу 3 молекулы натрия и внутрь 2 молекулы калия):

1) переносчик (калиево-натриевая АТФаза) соединяется с ионами натрия,

2) происходит гидролиз АТФ,

3) это вызывает высвобождение энергии, в результате переносчик перемещает натрий в среду.

4) В среде он теряет сродство к натрию, но приобретает сродство к калию и присоединяет его ионы.

5) меняется конформация переносчика, и он вновь возвращается к внутренней поверхности мембраны, внося в клетку ионы калия.

6) здесь вновь он теряет сродство к ионам калия, но приобретает сродство к ионам натрия, и цикл повторяется.

Кальциевый насос(переносит наружу или внутрь 2 молекулы кальция)

Са²+-транспортирующие АТФазы (Са²+-АТФазы) выкачивают ионы кальция из цитоплазмы в обмен на протоныпротив значительного электрохимического градиента Са²⁺.