Draselný kanál. Aktivace a ovládání draselný kanál

obrázek zobrazuje výkon kanálu draselný ve dvou státech: v klidu (vlevo) a na konci akčního potenciálu (vpravo). V podmínkách klidové draslíkového kanálu brány je uzavřen, a tím se zabrání výstupu draselných iontů do životního prostředí. Když se membránový potenciál od -90 mV posunuta směrem k nulové úrovně, způsobí konformační změnu v potenciální otevírání vrat, který poskytuje zvýšenou difuzi draselných iontů ven kanálem. Nicméně, protože otevření draslíkových kanálů může trvat určitou dobu, většina z nich otevře v okamžiku, kdy se sodíkové kanály se začnou zavírat v důsledku jejich inaktivaci. Tak snížení vstupní sodného buňky a současně zvýšení draslíku ven z buňky, jak urychlit proces repolarizace, což vede k úplné obnově membránového potenciálu v klidu po dobu několika zlomcích milisekundy.

Způsob napětí svorka, umožňující zjištění účinku úrovně kapacity pro otevírání a zavírání elektricky ovládaných kanálů. První studie, která vedla ke kvantitativnímu pochopení práci sodíku a draslíku kanály byl tak originální, že splní jeho vědci Hodgkinův (Hodgkinův) a Huxley (Huxley) byla udělena Nobelova cena.

Obrázek ukazuje Experimentální program setup pro upevnění napětí ( „napětí-clamp“), který se běžně používá k měření iontové proudy protékající různých kanálů. Při použití této metody, je vnitřek nervového vlákna, jsou zavedeny dvě elektrody. Použití jednoho z těchto naměřených hodnot membránového potenciálu, a proud je veden přes další vlákno nebo směrem dovnitř. Tento systém se používá následujícím způsobem.

Výzkumník, který rozhoduje potenciál je nutné nainstalovat uvnitř nervového vlákna. Elektronický část zařízení je nastavena na předem stanovenou potenciálem, kde proud přes elektrody je automaticky zadané pozitivní nebo negativní elektrický proud o takové velikosti, která je požadována pro udržení druhé elektrody potenciálu měřena na úrovni nastavené operátorem. Když membránový potenciál prostřednictvím systému náhle stoupá od mV -90 na nulu, elektricky brána sodné a draselné kanály otevřené, a sodné a draselné ionty proudí skrz kanály. Aby vydržely dopad pohyb těchto iontů v intracelulární úrovně potenciálu přes proudová elektroda automaticky vstřikuje elektrický proud potřebný pro intracelulární retenční schopnosti na dané úrovni nula.

K dosažení tohoto cíle, Výsledkem současného injekcí To se musí rovnat celkový proud protékající membránových kanálů, ale má opačnou polaritu. Za účelem měření množství proudu, který teče v každém okamžiku, proudová elektroda připojena k osciloskopu, který detekuje protékající proud. Nakonec se výzkumník může měnit koncentrace iontů vzhledem k normální hladiny uvnitř nebo vně vlákna a znovu opakovat experiment. To lze snadno provést pomocí experimentálně velkých nervových vláken, korýšů, a to zejména chobotnice obří axonů, které někdy dosahuje průměru 1 mm. Když jeden iont, prostupující přes membránu je systém sodík „napětí-clamp“ měří proud, který teče pouze sodíkové kanály v roztocích uvnitř i vně olihně axonu. Když pouze pronikající iontů draslíku, měřený proud, který teče pouze draslíkových kanálů.

další způsob, studovat proudu iontů přes speciální typ kanálu je blokační kanálů různých typů. Například, sodíkové kanály mohou být blokovány pomocí tzv působením tetrodotoxin ji mimo buněčné membrány, kde aktivační bránu pro sodíkové ionty. Naopak, tetraethylamoniové blokuje draslíkové kanály působením toxinu uvnitř nervového vlákna.

Obrázek ukazuje typické změny ve vodivosti elektricky ovladatelné sodné a draselné kanály náhlá změna membránového potenciálu pomocí patch-clamp systém od -90 do +10 mV, a následně (2 ms) návrat do úrovně -90 mV. Je vidět, že v reakci na zvýšení membránového potenciálu do kladných hodnot probíhá rychle (během zlomku milisekundy krytu) sodíkových kanálů (aktivace fáze). Nicméně, v o dalším milisekundy sodíkové kanály jsou uzavřeny automaticky (inaktivace fáze).

Věnovat pozornost otevření draslíkových kanálů. Otevírají se pomalu a dosažení maximální otevření po sodíkových kanálů je téměř úplně uzavřen. Bezprostředně po otevření draslíkových kanálů zůstávají otevřené po celou dobu, udržet si pozitivní úroveň membránového potenciálu a není zavřít do membránového potenciálu vrátí do své záporné hodnoty.