Транспорт мембранный малых молекул: нервно-мышечное сокращение
Рассмотрим нервно-мышечное сокращение , в котором импульс, идущий по нерву, стимулирует мышцу к сокращению. Этот ответ состоит из последовательного открывания и закрывания по крайней мере четырех различных наборов каналов , имеющих ворота. И все это происходит менее, чем за 1 с:
1. Процесс начинается, когда нервный импульс достигает окончания нерва ; снижение мембранного потенциала (деполяризация) вызывает временное открывание кальциевых каналов в плазматической мембране этого окончания. Поскольку концентрация ионов кальция снаружи клетки всегда более чем в 1ООО раз превышает концентрацию свободного кальция в клетке, кальций устремляется внутрь нервного окончания и стимулирует его к секреции нейромедиатора ацетилхолина .
2. Высвобожденный ацетилхолин связывается с белками-рецепторами ацетилхолина на плазматической мембране мышечной клетки , контактирующей с данным мышечным окончанием. Эти рецепторы имеют снабженные "воротами" каналы , проницаемые для ионов натрия и калия , которые временно открываются при связывании ацетилхолина. Т.к. концентрация ионов натрия снаружи выше, чем внутри, а концентрация ионов калия, наоборот, ниже, то ионы натрия устремляются внутрь мышечной клетки, а ионы калия - наружу. Это происходит до тех пор, пока канал открыт. Поток ионов натрия внутрь клетки сквозь активируемый ацетилхолином канал сильно превышает поток ионов калия наружу, т.к. электрохимический градиент ионов натрия через мембрану значительно круче, чем градиент ионов калия. В результате в области этого канала происходит локальная деполяризация мембраны мышечной клетки.
3. В той же самой мембране мышечной клетки имеются и другие белковые каналы, пропускающие главным образом ионы натрия при понижении мембранного потенциала . Такие каналы вследствие локальной деполяризации мембраны открываются на короткое время, и ионы натрия устремляются внутрь клетки, что еще больше деполяризует мембрану. Это приводит к тому, что открываются следующие каналы и в конце концов возникает волна деполяризации ( потенциал действия ), которая распространяется до тех пор, пока не охватит всю мышечную мембрану.
4. Вследствие возникновения потенциала действия кальциевые каналы в мембране саркоплазматического ретикулума временно открываются, что позволяет ионам кальция проникать в цитозоль . В результате происходит повышение внутриклеточной концентрации ионов кальция, вызывающее сокращение миофибрилл в мышечной клетке .
Смотрите также:
