Шмидт, Тевс (ред.) - Физиология человека - т.1 (947488), страница 25
Текст из файла (страница 25)
В качестве примера была приведена схема белка 1Ча'- канала (см. рис. 2.15). Воротная функция этого канала определяется его потенциалзависимостью; открывание каналов в химических синапсах происходит в результате связьаания медиатора иля его агониста с комплексом рецептор- канал. Такого рода макробелок составляет основу рецепторов различных типов, а для ацетнлхолинового рецептора установлена его полная аминокислотная последовательность. Молекулярная масса этого белка 258000; он состоит иэ пятя очень сходных субъедиииц примерно одинакового размера, группирующихся вокруг центрального канала [29, 331.
Зги данные позволяют обсуждать структуру «степана канала и участка (участков) связывания агонистов [341. Токи одиночных каналов, составляющие суммарный синаптический ток, можно выявить методом «пэтч-кламп» (рис. 3.18) с помощью регистрирующего микрозлектрода, заполненного раствором агониста. Зти токи аналогичны показанным для Сав' на ряс. 2.14 (с.
38): открывания канала проиаходят серияьви с большими паузами между такими «разрядамю>. Наблюдаемый ответ отражает разные этапы реакции в уравнении (1): кратковременные индивидуальные открывания соответствуют стадии КА„*в (КАв), а «разрядьо> — реакции К+ пА>з КА„[113. Обычно сила тока одиночного синаптичевжого канала выше, чем у потенциалоупрввляемых каналов. В случае канала, регулируемого глута матом, она равна — 8 пА при потенциале покоя и возрастает щюпорпионально разнице между мембранным и равновес.ным (около 0 мВ) потенциалами. Работа некоторых из подробно исследованных салзпткчаахнх каналов, особенно епеталхопнковых к глутаматных (рвс.
3.18), слаак«ее [11, 16). У евх не просто цаво открытое со«па«ее с определенной проводамастью, а лва-четыре, каждое с разной проводаыоатью. Более того, сочетания периодов открытого а эахрытоп> соатояаке этих каналов ле вполне еодчаизются уравнению (1). Чтобы описать лх работу, в формулу ну>к«о ввести несколько дополнительных а«стоя«ай а этапов реакции. Всзмшкео, такая сложность обуалозлеаз свюыланеем нескольких молекул медиатора ила его ага«ката а субъедюииамл ралелторнокаиалькой молекулы. Схема на рис. ЗД8гБ обобщает современные представления о ераменндм ходе ашгалгничеакей передачи на уровне одиночного канала.
Один квант медиатора (десятки тысяч его молекул) создает на несколько миллисекуад около рецепторов его высокую концентрацию, которая затем быстро падает. Начальный ползем концентрации медиатора повышает вероятность открывания канала, причем его открытые состояния перемежаются кратковременными закрываниями. После такой вспышки .открываний он окончательно закрывается„потому что концентрация медиатора становнтая слишком низ- ЧАСТЫ.
ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ кой. Серии открываний суммируются, так что квант тока складывается нз нескольких сотен токов одиночных каналов. Поскольку квант медиатора почти всегда вызывает только одну вспышку открываний, постоянная времени спала синаптического тока тоже примерно соответствует средней продолжительности такой вспышки. Этим описанием молекулярных мглиаторных механизмов мы завершим обсуждение химической синаптической передачи и теперь кратко рассмотрим электрические синаптические связи между клетками.
Они не имеют такого непосредственного отношения к различным фармакологическим (и, следовательно, терапевтическим) воздействиям на работу нервной системы и других орлеанов, однако распространены. возможно, не менее широко, чем химические. 3.4. Электрическая синаптическая передача После того как концепция химической синаптяческой передачи стала общепринятой, примерно между 1930 н 1950 тт., к большому удивлению специалистов выяснилось, что межклеточная передача возбуждения может осупнатвляться н электрическим способом 1173. Его принцип показан на рис. 3.19,А. Две соседние клетки прилегают друг к другу так тесно, что сопротивление двух их мембран протекающему через ннх электрическому току сравнимо с сопротивлением остальной.
внесинаптической области мембраны. При возбуждении клетки 1 натрневый ток (1н,) входит в ыее через открытые !Ча-каналы и выходит через пока невозбужденные участки мембраны; при этом часть тока входит через учаспж мембранного контакта в клетку 2, вызывая ее деполяризацюо. Разумеется, здесь уровень деполяризации гораздо ниже-скажем, в 10 раз, чем в клетке ! (рнс. 3.19), однако он может оказаться выше порога генерирования потенциала действия в клетке 2.
Часто такая деполяризация подпороговая, и тогда клетка 2 возбуждается толысо в результате суммацнн синаптических потенциалов, возниканяцнх в результате химической нли электрической передачи от других клеток Г83. Итак, перечислим основные характеристики, которые отличают химическую синаптическую передачу от электрической. 1. В химичгогом синапсе постсющптнческий ток генерируется за счет открывания каналов в постгиналтичегкой мембране и обусловдеи ионными градиентами постстиюптичегкой клетки. 2. В электрическом синапсе игпючник ппсттинаптичггкого токо — мембрана преаааптической клетки.
Здесь нет химического медиатора, и все факторы„влияющие на гго высвобохсдение и действие (напрнмер, снижение внеклеточной концен- 4 Клетка 1 Клетка 2 Б Импульс Электри ис ии симапс тюка Пресинаптитаский лстеиииап Псстсималти'искии лстемлнел Рнс. 3.19. Электрический сннапс. Я. Распределение токов. При возбужпении клетки 1 в нее входит натрневый ток (1„,,). Она связана с клеткой 2 не«русом (щепевым контактом). Часть тока.
входящего в клетку 1, проходит через нексус в клетку 2 н вызывает ее депаппрнзацию Б Импульс тока (красный график). действующий на пресинвптнческую клетку, вызывает генерирование зпектротоннческого потенциала, который запускает в ней потенциал действия. Потенциал, появпвющийся в постсинвптнческой клетке после прохождения тока через нексус, представляет собой уменьшенное подобие пресинаптического потенциала грации Са' нлн устранение разруглаюших меднатор ферментов), на передаче возбуждения не сказываются.
Щелевата коытанты. Ионы, переносящие электрические токи, не могут проходить через липндные мембраны (с. 10), следовательно, для их транспорта в «мембранных контактах» между электрически сопряженнымн клетками необходимы канальные белки. Такие межклеточные связи называются ыакеусамн, или «шалевыми коытаитазыв> (рис.
3.20). В каждой из двух соседних клеточных мембран находятся регулярно распределенные через небольшие промежутки ионнеисоны, пронизывающие всю толщу мембраны; они расположены так, что в месте контакта клеток находятся друг против друга и нх просветы оказываются на одной линии. У образованных таким образом каналов крупные диаметры и, значит, высокая проводимость для ионов; через них могут проходить даже относительно крупные молекулы с молекулярной массой до !000 (около 1,5 нм в поперечнике). Коннексон состоит из субъеднниц числом до шести с молекулярной массой примерно 25000 каждая.
Щелевьге контакты обычны для ЦНС позвоночных и, как правило, соединяют группы синхронно функционирующих клеток. Такие контакты характерны также для беспозвоночных. цтункцыоыальиые сныцнтни. В тканях, пе относящихся к нервной системе, клетки тоже очень часто соединены шелевымн контактами 1253. Говоря о передаче возбуждения, стоит прежде всего упомянуть миокард и гладкую мускулатуру, где эти контакты создают функциональный синцитнй.
Возбужценые здесь переходит от одной клетки к другой без заметной паузы нли снижения амплитуды потен- ГЛАВА 3. МЕЖКЛЕГОЧНАЯ ПЕРЕДАЧА ВОЗБУЖДЕНИЯ б7 Пмммаи а мама»а а Щапь 2нм цпааматнчаан мам«вана нм Кана« Рне. 3.20. Упьтрвсгрукгурв нвксусв (щепевого контакта). В пре- и постсинаптической мембранах регулярно распределены «коннексоны», находящиеся точно друг против друга. Внутри них есть просвет, так что каждая пара расположенных по одной линии коннексонов образует канал, через который сообщаются две клетки (по [28) с изменениями) цнала действия на границе (см. гл. 4 и 19). Для таких органов важна регулнруемость щелевых контактов; в самом деле, нх каналы закрываются при г иижении рН или повышении концентрации Саз .
Зто неизбежно происходит в случае повреждения клеток нли глубокого нарушения обмена. За счет такого механизма пораженные места изолируются от осталъной части функционального сннцития. и распросгранение патологии ограничивается (например, при инфаркте миокарда). Кроме этих возбудимых тканей существует и много других (в частности, все эпителии, печень), где клетки также соединены шелевыми контактами.
В принципе такая связь присуща любой клетке на ранних стадиях эмбрионального развития, когда все клетки соединены между собой щелевымн контактами и сохраняют их до стадии дифференцировки органов. Роль таких контактов у невовбуднмыа клеток неясна. Через ннх возыокен обмен многими мелкими молекулами; не нсхвючено, что это »алано для метаболизма. Через щеяевые конгвхты могли бы также днффунднровать внутрнклеточные вторые посредники (с. 23), перепевая по ткани сигналы, регулирующие клеточные процессы. Учитывая широкое распространение щелевых контактов, кажется уднвапеяьным, почему в нервной снсгеме онн ве используются цля синвптнчеевой передачи повсеместно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
