Содержание ионов в интерстиции и цитозоле

Страница 1

Клеточная структура	Ион	Концентрация ионов, ммоль /л
		в интерстиции	в цитозоле
Кардиомиоциты млекопитающих	Na+	145	15
	K+	4	150
	Са++	2	10-4 в покое 10-2 при сокращении
	С1-	120	6
Аксон кальмара	Na+	450	50
	К+	20	400

Приведено по В.О.Самойлову, 2004 г.

Стабильное поддержание ионного неравновесия, а также перемещение ионов через клеточные мембраны в сторону более высокого электрохимического потенциала для осуществления многих физиологических процессов обеспечивается работой ионных насосов.

Калий-натриевый насос. Очень высокие градиенты концентрации Na+ и К+ между цитозолем и цитоплазмой нервных и мышечных, а также многих других клеток поддерживаются активным транспортом. Разница в их концентрациях столь значительна, что без существования транспортной системы из-за постоянной утечки ионов по концентрационному градиенту электрогенез был бы совершенно невозможным.

Калий-натриевый насос — весьма энергоемкая система. Энергия затрачивается на антипорт натрия и калия.

Компонентами калий-натриевой помпы являются АТФ (источник энергии) и натрий-калий-активируемая АТФаза (сокращенно - Na-K-АТФаза), которая служит одновременно и сопрягающим фактором, и переносчиком.

Согласно одной из моделей, на внутренней стороне клеточной мембраны находятся молекулярные комплексы, способные фосфорилироваться за счет присоединения концевой фосфатной группы АТФ, отщепляющейся при его гидролизе. Фосфорилированный транспортный комплекс переносит связанный с ним Na+- на наружную сторону клеточной мембраны, где обменивает его на K+. Приняв ионы калия, он транспортирует их внутрь клетки, после чего дефосфорилируется. Для следующего транспортного цикла ему необходимо новое фосфорилирование за счет гидролиза АТФ.

По другой модели, Na-K-АТФаза работает как переносчик. Молекула интегрального белка – фермента полностью пронизывает плазмолемму. В цитоплазме из-за активности митохондрий имеется большой запас АТФ, поэтому именно здесь происходит его контакт с Na-K-АТФазой. Транспорт ионов инициируется изменением (повышением) внутриклеточной концентрации Na+, вызываемым или прохождением волны возбуждения (потенциала действия), или пассивной утечкой этого иона по концентрационному и электрическому градиенту (в нервном волокне кальмара концентрация Na+ составляет 50 ммоль/л, а в интерстиции – 450 ммоль/л. ). Na-K-АТФаза активируется и натрием, и калием, но проявляет при этом ярко выраженную асимметрию: натрий действует на нее только со стороны цитоплазмы, а калий — из межклеточной среды, при некотором смещении специфичности в сторону натрия.

Прочие статьи:

Групповое поведение.
Часто можно наблюдать животных, относящихся к самым различ­ным таксонам, которые образуют одновидовые концентрации осо­бей и тем самым так или иначе вступают во взаимоотношения друг с другом и на короткий срок или длительно ведут группо­в ...

Ветвь вторичноротых.
То же можно проследить и в ветви вторичноротых, где забота о молодой генерации развивалась значительно более энергично. Так, у щетинкочелюстных (Chaetognatha), иглокожих (Echino-vermata) и оболочников (Tunicata) не наблюдается элементов ...

Скопление водомерок, напуганное экспериментатором
Большие скопления образуются при миграциях животных — на местах отдыха, ночевки или у преград, возникающих на пу­тях миграций (например, у мест переправ млекопитающих через реки). Иначе обстоит дело в тех группах животных, которые созда­ ...