Kalij kanal. Aktiviranje i kontrole kalija kanal

brojka pokazuje Power kalij kanal u dva stanja: u mirovanju (lijevo) i na kraju akcionog potencijala (desno). U uslovima ostatak kalija kanal vrata je zatvorena, a to sprečava izlazak kalija iona u okoliš. Kada je membranski potencijal od -90 mV pomak prema nuli, to uzrokuje konformacionu promjenu u potencijal otvaranje vrata koja pruža poboljšanu širenje kalij iona prema van kroz kanal. Međutim, od otvaranja kalij kanala može potrajati, od kojih je većina otvorena u to vrijeme, kada je natrij kanala početi da zatvore zbog inaktivacije. Dakle, smanjenje unos natrijuma ćelije i istovremeno povećanje kalijuma iz ćelije zajedno ubrzati proces repolarizacije, što je dovelo do potpunog obnovu membranski potencijal u mirovanju nekoliko frakcija milisekundu.

Metoda napona spona, dopuštajući da se istraži uticaj nivoa kapaciteta za otvaranje i zatvaranje električno kontrolisane kanale. Prvoj studiji, što je dovelo do kvantitativno razumijevanje rada natrija i kalija kanala je bio toliko originalan da će ispuniti svoje naučnici Hodgkin (Hodgkin) i Huxley (Huxley) dobili su Nobelovu nagradu.

Slika pokazuje Eksperimentalna shema za podešavanje za fiksiranje napon ( "napon-clamp"), koji se obično koristi za mjerenje jonske struje koja teče kroz različite kanale. Ovom metodom, unutrašnjost nervnih vlakana, uvedene su dvije elektrode. Koristeći jedan od ovih izmjerene vrijednosti od membranskog potencijala, a struja prolazi kroz drugi vlakana ili iznutra iz toga. Ovaj sistem se koristi na sljedeći način.

Istraživač odlučuje koji potencijal trebate instalirati unutar nervnih vlakana. Elektronski dio aparata podešen na unapred potencijal, pri čemu je struja kroz elektrode je automatski ušao u pozitivnom ili negativnom struje takve veličine koja je potrebna za održavanje druge elektrodni potencijal mjereno na nivou postavljena od strane operatera. Kada membranskog potencijala preko sistema naglo raste od -90 mV na nulu, električno-gate natrija i kalija otvorenih kanala, i natrija i kalija iona teče kroz kanale. Suprostavljanja utjecaj kretanja tih iona na nivo intracelularne potencijala preko tekućeg elektrode automatski ubrizgava struje neophodne za intracelularne kapacitet zadržavanja u datom nuli.

Da bi se to postiglo, rezultat trenutne injekcionih To mora biti jednak ukupnom struja koja teče kroz membranu kanala, ali ima suprotan polaritet. Kako bi se mjerio količinu struje koja teče u svakom trenutku, struja elektroda priključen na osciloskop, koji detektuje teče struja. Konačno, istraživač može promijeniti koncentraciju iona u odnosu na normalan nivo unutar ili izvan vlakana i ponovo ponoviti eksperiment. To se lako postiže, kada se koristi u velikim nervnih vlakana eksperiment rakovi, posebno lignje gigant aksona, koji ponekad dostiže prečnik od 1 mm. Kada jedan ion, prožima kroz membranu je natrij sistem "napon-clamp" mjere struja koja teče samo kroz natrij kanala u rješenja unutar i izvan lignje aksona. Kada samo prodoran iona kalija, mjereno struja koja teče samo kroz kalij kanala.

još jedan način da prouči ion trenutni kroz posebnu vrstu kanala je blokiranje kanala različitih vrsta. Na primjer, natrij kanala mogu blokirati pomoću tzv pod djelovanjem Tetrodotoksin to izvan stanične membrane, gdje aktiviranje vrata za jona natrijuma. Nasuprot tome, tetraethylammonium blokova kalij kanala djelovanjem toksina unutar nervnih vlakana.

Slika prikazuje tipične promjene u provodljivosti električno kontrolisati natrija i kalija kanala iznenadna promjena u membranskog potencijala pomoću flastera-spona sistem od -90 do +10 mV, zatim (2 ms) povratak na nivo -90 mV. Vidi se da je odgovor na povećanje membranskog potencijala za pozitivne vrijednosti javlja brzo (unutar frakcija milisekundu) otvaranje natrij kanala (aktiviranje faza). Međutim, u roku od narednih milisekundi natrij kanala se automatski zatvaraju (faza inaktivacije).

Obratite pažnju na otvaranje kalij kanala. Otvaraju polako i dostići svoj maksimalni otvor nakon natrij kanala je gotovo u potpunosti zatvoren. Odmah nakon otvaranja kalijuma kanali ostaju otvorena tokom čitavog perioda, zadrži pozitivan nivo membranski potencijal i ne zatvaraju do membranski potencijal se vraća u negativnu vrijednost.