Презентация биофизика Метелкина

1.

Мех4A87@ы 6B7A8кAB6еA8я
элекFD8чеEк8х CBFеAц84лB6
A4 клеFBчAых @е@5D4A4х
КD4F><= B5;BD: >4> EFDG>FGD4 @9@5D4Aы, <BAAы9 7D48<9AFы < 59л>B6ы9
«@4H<Aы» EB;84NF < CB889Dш<64NF Mл9>FD<G9E><9 CBF9AF<4лы —
BEAB6G A9D6AB= < @ыH9GAB= 4>F<6ABEF<, FD4AECBDF4 69I9EF6 <
E<7A4л<;4F<<.

2.

ЧFB F4кBе @е@5D4AAы9 CBFеAц84л?
ОEAB6ы 8 7A4чеA8е
М9@5D4AAO= CBF9AF<4л — D4;ABEFP Qл9>FD<G9E><E CBF9AF<4лB6 @9ш8G
6AGFD9AA9= < 6A9HA9= EFBDBA4@< Cл4;@4F<G9E>B= @9@5D4AO.
ВB;A<>49F <; A9D46AB@9DAB7B D4ECD989л9A<я <BAB6 (Na+, K+, Cl-, Ca2+)
< <;5<D4F9лPAB= CDBA<F49@BEF< @9@5D4AO. В4ш9A 8ля: C9D984G<
E<7A4лB6, FD4AECBDF4 < D97GляF<< @9F45Bл<;@4.

3.

Nипирhый 6ислой и
grо роль b соѕраhии
6арьgра
Двухслойный фосфолипидный слой
о6ра>ует фундаментальную фи>ическую
преграду для >аряшенных частиц. Он
делает мем6рану плохо проводящей
для ионов, что по>воляет ионным
каналам и насосам контролировать
поток ионов.
Гидрофо6ное ядро ограничивает
пассивный перенос ионов.
Подвишность липидов влияет на
распределение 6елков и локальные
потенциалы.
Мем6ранные микроо6ласти (rafts)
концентрируют каналы/рецепторы.

4.

Иоhосgлgктивhыg каhалы:
«воротhики» рля иоhов
К4A4лO — 59л>B6O9 CBDO, B59EC9G<64Rщ<9 5OEFDO=, <;5<D4F9лPAO=
C4EE<6AO= FD4AECBDF <BAB6 CB Qл9>FD<G9E><@ < E<@<G9E><@
7D48<9AF4@. Т<CO >4A4лB6:
НаB@856ы5 (Na+) —45п>ля@87ац8я
ОF>DO64RFES 5OEFDB CD< 89CBлSD<;4F<<; >лRG96O9 6 A4G4л9
CBF9AF<4л4 89=EF6<S.
Кал856ы5 (K+) —@5п>ля@87ац8я
ОF>DO64RFES CB;ш9, 6B;6D4щ4S @9@5D4AG > BFD<F4F9лPAB@G
CBF9AF<4лG.
Кальц856ы5 (Ca2+) — A87hал87ац8я
СF4DFGRF >4E>48O E9>D9F<<, EB>D4щ9A<S < 79AAB= Q>ECD9EE<<.

5.

Натрий‐калиgвый hаcoc: рвиrатgль
rрариghтoв
Активный мем6ранный транспортер, исполь>ующий ATP для перемещения
Na+ нарушу и K+ внутрь (о6ычно 3 Na+ : 2 K+). Со>даëт и поддершивает
градиенты концентраций, нео6ходимый для мем6ранного потенциала и
вторичных переносов.
Поддершивает отрицательный внутренний потенциал.
О6еспечивает осмотическую ста6ильность клетки.
Ключевой в восстановлении после потенциала действия.

6.

Равновесный потенциал Нернста:
теоретическая основа
Нернст даёт потенциал, при котором электрическая сила
уравновешивает химический градиент для одного типа иона:
E = (RT /zF) · ln([вне]/[внутри])
Практическое значение: сравнение потенциала Нернста для K+, Na+, Cl-
объясняет направление их тока и вклад в мембранный потенциал.

7.

ПBF5Aциал CBкBя:
4иAа@ич5EкB5
DавABв5Eи5
Потеhциал поkоя — ста6ильhая
ра>hость потеhциалов в поkоящейся
kлетkе (о6ычhо –60…–90 мВ в
hейроhах). Формируется >а счëт:
Высоkой проhицаемости для K+
(утечhые kаhалы).
Аkтивhой ра6оты Na+/K+ hасосов.
Неравhого вkлада ра>hых иоhов —
суммарhый ре>ультат
элеkтро химичесkих сил.
-
Н95BлPH89 87@9A9A8я
CDBA8F49@BEF8 CD86B8яF >
7A4G8F9лPAO@ E86874@
CBF9AF84л4.

8.

Мотghциалы рgйствия: пgрgраuа
сиrhалов
Коротkие, ре>kие и>меhеhия мем6раhhого потеhциала,
распростраhяющиеся по мем6раhе. Фа>ы:
01
02
1. Дgполяриѕация
2. Мик и иhактивация
Отkрытие Na+ kаhалов → 6ыстрый
Na+ kаhалы иhаkтивируются; K+
вход Na+.
hачиhает выходить.
03
3. Рgполяриѕация и rипgрполяриѕация
K+ тоk и восстаhовлеhие hасосом → во>вращеhие k поkою.
Сkорость проведеhия >ависит от миелиhи>ации и диаметра аkсоhа.

9.

Роль элgктриugскиE потghциалов в
клgтоuhыE DуhкцияE
Н9D6A4S CDB6B8<@BEFP: >B8<DB64A<9 < C9D984K4 <AHBD@4J<<.
МOL9KAB9 EB>D4M9A<9: CBF9AJ<4л 89=EF6<S ;4CGE>49F 6OE6B5Bш89A<9
Ca2+ < EB>D4M9A<9.
С9>D9J<S: 89CBлSD<;4J<S ;4CGE>49F Q>;BJ<FB; A9=DB@98<4FBDB6 <
7BD@BAB6.
ТD4AECBDF 69M9EF6: Qл9>FDBI<@<K9E><9 7D48<9AFO C<F4RF 6FBD<KAO=
4>F<6AO= FD4AECBDF.
Н4DGL9A<S CBF9AJ<4лB6 CD<6B8SF > C4FBлB7<S@: 4D<F@<<, QC<л9CE<S,
@OL9KAO9 Eл45BEF<.

10.

3аклeughиg: клeugвыg выворы и
пgрспgктивы
1
2
3
1.
Мhоrопластов
ая приuиhа
2. bалаhс
пассивhоrо и
активhоrо
3. Hаyuhыg
rориѕоhты
Cтруктура
Пассивные
су6клеточных
мем6раны,
каналы
электрических
ионные
о6еспечивают
полей, роли
градиенты и
6ыстрый ток,
мем6ранных
6елковые
активные насосы
липидов и новых
транспортеры
поддершивают
модулей каналов
совместно
градиенты
откроет
формируют
долгосрочно.
терапевтические
потенциалы.
И>учение
во>мошности.
Рекомендуемые следующие шаги: экспериментальные и>мерения
потенциалов, моделирование электро химических сетей и
-
исследование патофи>иологии ионных нарушений.