Иондық каналдар

Иондық каналдар – бұл жасуша мембранасына иондарды өткізуін қамтамасыз етеді.Ал бұл процесс иондардың қозуы мен жасушаішілік регуляцияның арқасында жүзеге асады. Na+, K+, Са2+, Сl- иондары жасуша ішіне еніп, арнайы сұйықтықпен толтырылған каналдар арқылы сыртқа шығады.Каналдардың өлшемі кішкентай ғана (диаметрі 0,5-0,7 нм).Бұл өлшем каналдардың жасуша мембранасының аз ғана бөлігін алып тұрғанын дәлелдейді. Иондық каналдардың құрылысын әр түрлі әдістермен зерттейді.Ең көп таралған зерттеу түрі кернеудің тіркелімінің әдісі немесе «voltage-clamp».Зерттеудің басты принципі, арнайы электрондық системалардың көмегімен белгіленген аймақта мембрана потенциалын тіркеп анықтау.Ол мембрана арқылы өтетін иондық тоқтың ұзындығын өлшейді.Егер потенциал тұрақты болса,онда ол Ом заңына сәйкес ион өткізгіштігіне пропорционал болады.Жауап беруге деполиризация кезінде каналдар ашылады,содан кейн иондар электрохимиялық градиент бойынша мемьранага енеді.Иондык ток пайда болып жасушаны деполиризациялайды.Мембрана арқылы ұзындығы бірдей электрлік тоқ өткізіледі.Сондай-ақ трансмембраналық айырым потенциалы өзгермейді. Әлуеттің және ион арнаның төл блокаторының тіркелімінің әдісінің бірлескен игерушілігі торша мембранада ион арнаның түрлі үлгісінің ашылымына деген келтірді. Қазіргі кезде әр түрлі иондарға каналдардың көп түрі тіркелген.Олардың ең тиімдісі , екіншісі, негізгі ионнан басқа, ол басқа да иондарды өткізе алады. Жеке каналдардың құрылысын зерттеу потенциалдың локалдық фиксация әдісімен «path-clamp» жүзеге асады.Ол үшін шыны микроэлектродты тұзды тұнбамен толтырып, мембрана жоғарғы бетіне қысылып кішкене зарядталады.Сол уақытта мембрананың кішкене бөлігі микроэлектродқа сорылады. Егер сорылу аймағында иондық канал болатын болса, онда жеке каналдың белсенділігін тіркейді.Жеке каналдың белсенділігін тіркеудің кернеу фиксациясынан айырмашылығы көп емес. Каналдың сыртқы бөлігі зерттеуге тиімді келеді, ал ішкі бөлігін зерттеуде белгілі бір қиындықтар туындайды. П. Г. Костюк жасушаішілік диализ әдісін құрастырды.Бұл әдіс кіріс және шығыс иондық каналдарының құрылысын микроэлектродтардың қатысуынсыз тіркеуге мүмкіндік береді.Нәтижесінде, иондық каналдың бір бөлігі , жасушасыртылық ашық кеңістікте һзінің функционалдық құрылысы жағынан каналдың бөлігінен айырмашылығы бар. Осы иондық каналдар мембараны екі негізгі құрылғымен қамтамасыз етеді: Селективті және өткізгіштік. Селективті немесе таңдаушылық , арнаның оның айрықша ақуызды құрылымымен қамсызданады. Арнаның көпшілігі электробасқар- болып табылады, оның иондарды өткізу қабілеті мембрана потенциалдарының ұзындығына байланысты.Канал функционалдық характеристикасы жағынан біркелкі емес , бұл әсіресе ақуыздық құрылысына қатысты. Натрий каналының жұмыс істеу тәртібін мысал ретінде қарастырып көрейік.Тыныштық күйде натрий каналы жабық күйде болады.Белгілі бір дәрежедегі жасуша мембрана депорилизациясы кезінде m- активациялық қақпасы ашылып, натрий Na+ иондарының мембрана ішіне өтуі күшейеді.Бірнеше милисекундтан кейін m-қақпасы ашылып, n-қақпасы жабылады.Инактивация жасуша клеткасында жылдам жүреді және инактивация дәрежесі деполяризация стимулының ұзындығы мен уақытына тікелей байланысты.