Draselný kanál. Aktivácia a ovládanie draselný kanál

obrázok zobrazuje výkon kanálu draselný v dvoch štátoch: v pokoji (vľavo) a na konci akčného potenciálu (vpravo). V podmienkach kľudové draslíkového kanála brány je uzavretý, a tým sa zabráni výstupu draselných iónov do životného prostredia. Keď sa membránový potenciál od -90 mV posunutá smerom k nulovej úrovne, spôsobí konformační zmenu v potenciálnej otváraní brány, ktorý poskytuje zvýšenú difúziu draselných iónov von kanálom. Avšak, pretože otvorenie draslíkových kanálov môže trvať určitú dobu, väčšina z nich otvorí v okamihu, keď sa sodíkové kanály sa začnú zatvárať v dôsledku ich inaktiváciu. Tak zníženie vstupnej sodného bunky a súčasne zvýšenie draslíka von z bunky, ako urýchliť proces repolarizácie, čo vedie k úplnej obnove membránového potenciálu v pokoji po dobu niekoľkých zlomkoch milisekundy.

Spôsob napätie svorka, umožňujúce zistenie účinku úrovne kapacity pre otváranie a zatváranie elektricky ovládaných kanálov. V prvej štúdii, ktorá viedla ku kvantitatívnemu pochopeniu prácu sodíka a draslíka kanály bol tak originálny, že splní jej vedci Hodgkinov (Hodgkinov) a Huxley (Huxley) bola udelená Nobelova cena.

obrázok ukazuje Experimentálne program setup pre upevnenie napätie ( "napätie-clamp"), ktorý sa bežne používa na meranie iontové prúdy pretekajúce rôznych kanáloch. Pri použití tejto metódy, je vnútro nervového vlákna, sú zavedené dve elektródy. Použitie jedného z týchto nameraných hodnôt membránového potenciálu, a prúd je vedený cez ďalšie vlákno alebo smerom dovnútra. Tento systém sa používa nasledujúcim spôsobom.

Výskumník, ktorý rozhoduje potenciál je nutné nainštalovať vnútri nervového vlákna. Elektronická časť zariadenia je nastavená na vopred stanovenú potenciálu, pričom prúd cez elektródy je automaticky zadané pozitívne alebo negatívne elektrický prúd o takej veľkosti, ktorá je požadovaná pre udržanie druhej elektródy potenciál merania sa vykonáva na úrovni stanovenej prevádzkovateľom. Keď membránový potenciál prostredníctvom systému náhle zvýši z -90 mV na nulu, elektricky brána sodné a draselné kanály otvorené, a sodné a draselné ióny prúdi cez kanály. Pre potlačenie vplyvu pohybe týchto iónov na úroveň intracelulárneho potenciálu cez prúdová elektróda automaticky vstrekuje elektrický prúd potrebný pre vnútrobunkové retenčné schopnosti pri danej úrovni nula.

Na dosiahnutie tohto cieľa, Výsledkom súčasného injekcií To sa musí rovnať celkový prúd pretekajúci membránových kanálov, ale má opačnú polaritu. Za účelom merania množstvo prúdu, ktorý tečie v každom okamihu, prúdová elektróda pripojená k osciloskopu, ktorý detekuje pretekajúci prúd. Nakoniec sa výskumník môže meniť koncentrácie iónov vzhľadom k normálnej hladiny vo vnútri alebo mimo vlákna a znovu opakovať experiment. To možno ľahko vykonať pri použití vo veľkých nervové vlákna experimentu kôrovcov, najmä chobotnice obrie axónu, ktorá niekedy dosahuje priemer 1 mm. Keď jeden ión, prestupujúce cez membránu je systém sodík "napätie-clamp" meria prúd, ktorý tečie iba sodíkové kanály v roztokoch vnútri aj mimo kalmáre axónu. Keď len prenikajúce iónov draslíka, meraný prúd, ktorý tečie iba draslíkových kanálov.

ďalšie spôsob, študovať prúdu iónov cez špeciálny typ kanálu je blokujúcej kanálov rôznych typov. Napríklad, sodíkové kanály môžu byť blokované pomocou tzv pôsobením tetrodotoxin ju mimo bunkovej membrány, kde aktivačný bránu pre sodíkové ióny. Naopak, tetraethylamoniové blokuje draslíkové kanály pôsobením toxínu vnútri nervového vlákna.

Obrázok ukazuje typické zmeny vo vodivosti elektricky ovládateľné sodné a draselné kanály náhla zmena membránového potenciálu pomocou patch-clamp systém od -90 do +10 mV, a následne (2 ms) návrat do úrovne -90 mV. Je vidieť, že v reakcii na zvýšenie membránového potenciálu do kladných hodnôt prebieha rýchlo (počas zlomku milisekundy) otvoru sodíkových kanálov (aktivácia fáza). Avšak, v o ďalšom milisekundy sodíkové kanály sú uzavreté automaticky (inaktivácia fáza).

venovať pozornosť otvorenie draslíkových kanálov. Otvárajú sa pomaly a dosiahnutie maximálnej otvorenie po sodíkových kanálov je takmer úplne uzavretý. Bezprostredne po otvorení draslíkových kanálov zostávajú otvorené po celú dobu, udržať si pozitívnu úroveň membránového potenciálu a nie je zavrieť do membránového potenciálu vráti do svojej záporné hodnoty.