Исследования ионных токов
Страница 1

Биология » Мембранные потенциалы » Исследования ионных токов

Наиболее распространенный метод исследования ионных каналов – это метод фиксации напряжения (voltage - clamp). Мембранный потенциал с помощью подачи электрического напряжения изменяют и фиксируют на определенном уровне. Затем мембрану градуально деполяризуют, что ведет к открытию ионных каналов и возникновению ионных токов, которые могли бы деполяризовать клетку. Однако при этом пропускается электрический ток, равный по величине, но противоположный по знаку, поэтому трансмембранная разность потенциалов не изменяется. Это дает возможность получить величину ионного тока через мембрану.

Количественное соотношение между ионными токами по отдельным каналам в покое и во время ПД можно выяснить с помощью метода локальной фиксации потенциала (patch clamp). К мембране подводят микроэлектрод – присоску (внутри него создается разрежение) и, если на этом участке оказывается канал, исследуют ионный ток через него. В остальном методика подобна предыдущей. Таким методом было установлено, что через Na+ - каналы может проходить и К+, но его ток в 10 – 12 раз меньше. Na+ также может проходить через К+ - каналы в 100 раз менее интенсивно.

Резерв в клетке ионов, обеспечивающих возникновение возбуждения, огромен. Концентрационные градиенты ионов в результате одного цикла возбуждения практически не изменяются. Клетка может возбуждаться до 5·105 раз без подзарядки, т. е. без работы Na/K – насоса. Число импульсов, которое генерирует и проводит нервное волокно, зависит от его толщины, определяющей запас ионов.

Если сила раздражителя, действующего на нервную ткань мала, деполяризация не достигает критического уровня, импульс не возникает. В этом случае ответ ткани на раздражение будет носить форму локального потенциала. Величина такого потенциала вариабельна, она может достигать 10 – 40 мВ. Локальными являются также возбуждающий и тормозной постсинаптические потенциалы, рецепторный и генераторный потенциалы.

Сравнительная характеристика локального потенциала и ПД

Свойство

Локальный потенциал

Потенциал действия

Распространение

На 1 – 2 мм с затуханием (декрементом)

Без декремента на большие расстояния по всей длине нервного волокна

Зависимость от величины стимула

Возрастает с увеличением силы раздражителя, т. е. подчиняется закону «силы»

Не зависит (подчиняется закону «все или ничего»)

Явление суммации

Суммируется – возрастает при частых повторных подпороговых раздражениях

Не суммируется

Амплитуда

10 – 40 мВ

80 – 130 мВ

Возбудимость ткани при возникновении потенцала

Увеличивается

Уменьшается вплоть до абсолютной рефрактерности

Страницы: 1 2 3


Другое по теме:

Эволюция гоминид
Одна из главных проблем, сразу же вставшая перед учеными, – это идентификация той линии приматов, которая дала начало гоминидам. На протяжении 19 в. по этому поводу выдвигалось несколько гипотез. Некоторые из них отвергли идею о тесном ро ...

Нейтронные звёзды и вспышки Сверхновых
Далее уплотнение звезды происходит мгновенно, со скоростью звука - а скорость звука тем больше, чем больше плотность среды. Сжатие приводит колоссальному выделению энергии – вспышке Сверхновой звезды, на какое-то время излучение звезды ср ...

Природные ритмы и человечество
В самом общем случае в эволюции человека можно выделить три основных этапа: появление археоантропа, смена археоантропа палеоантропом и смена палеоантропа неоантропом. Последняя крупная перестройка в органическом мире относится к границе, ...