Возникновение проницаемости мембраны для ионов калия

Следовательно, если мембрана станет внезапно проницаемой для ионов калия, то в результате их выхода из клетки абсолютная величина отрицательного заряда на внутренней поверхности мембраны станет еще больше, чем в состоянии покоя. Именно это и происходит при синаптическом торможении. Однако при этом мембрана не должна становиться проницаемой и для ионов натрия, так как их концентрация вне клетки гораздо выше, чем внутри нее и их быстрое поступление в клетку более чем компенсировало бы выход наружу ионов калия. В сущности, основное различие между синаптическим возбуждением и торможением сводится к тому, что в первом мембрана свободно пропускает ионы натрия, а во втором случае — почти совершенно не пропускает их.

Каналы в мембране

Для объяснения столь тонкой избирательной проницаемости мембраны для ионов, столь незначительно различающихся по размерам, необходимо привлечь какую-либо разумную гипотезу синаптического действия. Весьма маловероятно, чтобы каналы в мембране возникали заново всякий раз при выбросе в синаптическую щель передатчика и существовали при этом всего лишь тысячную долю секунды.

Скорее можно предположить, что в мембране всегда имеются в готовом виде каналы по крайней мере двух различных диаметров. Возбуждающий передатчик каким-то образом избирательно «открывает» более крупные каналы и «впускает» ионы натрия. Одновременно ионы калия будут выходить наружу, противодействуя тем самым резкому изменению потенциала, вызванному поступлением значительного количества ионов натрия. Тормозной передатчик избирательно открывает более мелкие каналы, через которые могут проникать ионы калия и хлора, но не натрия (смотрите рисунки ниже).

Крупные каналы в мембране нервной клетки

В возбуждающем синапсе молекулы передатчика «открывают» крупные каналы в мембране нервной клетки, что позволяет ионам натрия, находящимся в избытке в окружающей клетку среде, свободно проникать через мембрану. Ионы калия значительно медленнее выходят наружу под влиянием более низкого градиента потенциала. Доступ ионам хлора (здесь не изображены) может быть прегражден отрицательными зарядами на стенках каналов.

Выход ионов калия из клетки и поступление в клетку ионов хлора

В тормозном синахпсе молекулы передатчика открывают каналы,
недостаточно широкие для прохождения ионов натрия. Выход ионов калия из клетки
и поступление в клетку ионов хлора создают гиперполяризацию, то есть ТПСГГ.

Стенки каналов в субсинаптической мембране тормозного синапса

Стенки каналов в субсинаптической мембране тормозного синапса могут нести
либо отрицательный, либо положительный заряд. Отрицательный заряд (слева)
позволяет проходить только ионам калия, а положительный (справа) — только ионам хлора.

«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка

• Объяснения некоторых типов торможения
• Способность синапсов изменять ионную проницаемость
• Деполяризующие потенциалы
• Условия для отсутствия ВПСП
• Возникновение нервного импульса в мембране
• Скорость распространения нервных импульсов
• Изучение нервной клетки
• Введение пипетки в нервную клетку с токопроводящей жидкостью
• Разность во внутренней и наружной концентрации ионов калия
• Опыт раздражения нерва содержащего толстые волокна, идущие от рецептора растяжения
• Тормозные синапсы
• Генерирование ТПСП