Наверняка для тебя не будет большим открытием то, что клетки твоего тела — живые. А раз они живые, то они должны питаться, дышать и выделять отходы вот этой своей жизнедеятельности.
А как они собственно это делают? У клеток нет рта и легких, нет и других «естественных отверстий», которые имеются у нас. Зато у них есть кое-что другое: белковые поры, встроенные в «шкуру» клетки, то есть в мембрану.
Сама по себе мембрана состоит из плотно прижатых друг к другу молекул ЛИПИДОВ (их еще называют жирами), и между ними могут протискиваться разве что молекулы газов типа кислорода, а также разные гормоны, которые тоже «жирные» и поэтому могут растворяться в жирах (но для этого им надо еще преодолеть гликокаликс — клеточную молекулярную «шерсть», так что далеко не всякая жирная молекула на это способна). А вот для всего остального нужны «ворота», причем для каждого вещества свои. И роль этих ворот играют встроенные в клетку специальные белки.
Сегодня ты познакомишься только с одним видом таких белков — ИОННЫМИ КАНАЛАМИ. Ионные — потому, что через них проходят атомы химических элементов, несущие какой-либо электрический заряд. А такие заряженные атомы являются простыми ионами. Каналы — потому, что через них эти ионы движутся с огромной скоростью, как мощный поток воды в канале.
Через один канал проходит около десяти миллионов ионов в секунду! А таких каналов в мембране каждой клетки очень много, и они постоянно открываются-закрываются, отвечая таким образом на полученные клеткой сигналы или на происходящие внутри клетки процессы.
Часто ионный канал открывается в ответ на присоединение к нему какого-то вещества с внешней стороны мембраны. На этом основано регулирование активности клеток с помощью гормонов: например, достаточно в момент стресса выбросить в кровь гормон АДРЕНАЛИН, чтобы миллиарды клеток разных органов моментально получили этот сигнал и среагировали на него. Эта реакция позволяет разным органам одновременно переключиться на «режим существования при стрессе»: например, в мышечных клетках начинает активно вырабатываться энергия, необходимая для бегства или для преследования.
Одна молекула вещества, попавшая на ионный канал и открывшая его, запускает этот мощный поток ионов внутрь клетки, который уже не является чем-то таким же незаметным, как присоединение одной-единственной молекулы. Так что сигнал, переданный незначительным количеством молекул гормонов в крови, многократно усиливается с помощью ионного канала.
Это свойство усиления сигнала и то, что для поддержания жизнедеятельности клетки необходима постоянная работа ионных каналов, делает их очень привлекательной мишенью для тех, кто хотел бы вывести весь организм из строя. Перекрытие ионных каналов для клетки — это что-то вроде пережимания сонной артерии для человека: быстрый и легкий способ нарушить ее обмен веществ. Поэтому многие природные ТОКСИНЫ именно так и действуют: выводят из строя определенный ионный канал, что приводит к проблемам разной степени тяжести, от легкого головокружения до смерти всего организма.
Некоторые впечатляющие токсины:
? яд кобры — выключает каналы, расположенные на мышечных клетках и принимающие сигналы от нервной системы.
Так что убежать от укусившей кобры какому-нибудь кролику будет проблематично: его мозг будет беспрерывно отправлять мышцам сигналы, которые этим мышцам нечем будет принимать — каналы ведь выключены!
? яд черной мамбы — выключает каналы, проводящие ионы кальция, которые тоже необходимы для активности мышц.
? тетродотоксин, производимый иглобрюхом, выключает каналы, проводящие ионы натрия, а без натриевого тока сигналы по нервам проводиться не будут, что даже круче, чем выключение активности мышц.