В клеточных мембранах есть великое множество ионных каналов разных видов. Ионный канал – это не просто дырка в мембране, а сложный белковый комплекс, который пропускает (или не пропускает) те или иные ионы внутрь клетки или из клетки наружу. Ионные каналы очень разнообразны и устроены довольно сложно, так что если бы кто-то взялся написать книгу про ионные каналы, в которой она подытожила бы все, что известно о них на данный момент, получился бы томик никак не меньше «Войны и мира»!
У нас уже была одна статья про них, а сейчас мы узнаем немного побольше: самое главное об ионных каналах, что можно свести в четыре основных пункта:
1. Ионные каналы обладают СЕЛЕКТИВНОСТЬЮ. Это означает, что они работают только с определенными ионами, и почти не работают с другими. Селективность носит абсолютный характер в том смысле, что канал, предназначенный для пропуска через себя положительно заряженного иона, никогда не пропустит через себя отрицательно заряженный ион. Ни за какие коврижки. Можно и не уговаривать. Но при этом ионный канал, который, к примеру, предназначен для пропуска положительно заряженных ионов натрия Na+, может пропускать немножко (в 20 раз меньше) положительно заряженных ионов калия K+. Такая селективность называется относительной.
2. Еще одно важное качество ионных каналов состоит в том, что они работают независимо друг от друга. Отдельный ионный канал может делать что угодно – это никак не касается его соседей, которые принимают решение самостоятельно – быть им открытыми в данный момент времени, или закрытыми. Это напоминает мне ситуацию XVIII века, когда на карте Европы существовало до 1900 независимых немецких государств! Кстати, интересно, что объединителем германских государств считается Бисмарк, который, выиграв в 1871-м году войну с Францией, создал основу объединенной Германии. Но на самом деле лавры первого и главного объединителя Германии должны достаться… Наполеону! Именно благодаря его усилиям к 1815 году вместо 1900 немецких государств их стало 39. Но… века идут, а дико несправедливое отношение к Наполеону остается неизменным, причем повсюду, даже в цивилизованных странах, которые и являются-то цивилизованными именно благодаря ему. В истории Наполеон до сих пор позиционируется как агрессор, хотя он им не был, а агрессорами, желающими сохранить Европу на века в дремучести, были как раз окружающие его страны.
3. Проводимость ионных каналов носит дискретный характер. Это означает очень простую вещь: канал может быть или закрыт, или открыт. И всё:) Никаких «полуоткрыт» или «на четверть прикрыт».
4. И наконец: вероятность того, что канал сейчас откроется или закроется зависит от разности электрических потенциалов между внутренней и внешней стороной мембраны. Дело в том, что у живой клетки всегда поддерживается некоторая разность потенциалов, то есть, грубо говоря, совокупные электрические заряды на внешней и внутренней сторонах мембраны отличаются. Но они меняются по величине. В какой-то момент разность потенциалов максимальна, а в какой-то – обнуляется или даже меняет свой знак. Таким образом живая клетка осуществляет «электрическое дыхание», и состояние ионных каналов меняется в зависимости от изменения разности потенциалов, в свою очередь влияя на эту разность потенциалов, впуская или выпуская заряженные ионы. Или не впуская и не выпуская:)
Вот в общем и все самое главное, что пока нам стоит узнать про ионные каналы.