Ионные каналы можно классифицировать различным образом:

  • По селективности (степени избирательной проницаемости к определённым ионам). В этом случае мы будем говорить о натриевых, калиевых, хлорных каналах и т.п.
  • По строению (родству их химического строения и происхождения образующих их белков). По строению (структуре) и по происхождению от однотипных генов различные ионные канаклы объединяются в отдельные семейства. Например, выделяют три семейства лиганд-активируемых ионныхканалов: семейство с пуриновыми рецепторами (АТФ-активируемые), семейство с никотиновыми АХ-рецепторами, глицин- и серотонин-рецепторами, семейство с глутаматными рецепторами. При этом в одно и то же семейство попадают ионные каналы с разной ионной селективностью, и разными управляющими лигандами. Но зато образующие эти каналы белки имеют большое сходство в строении и происхождении.
  • По способу управления их состоянием. В этом случае мы будем говорить о потенциал-управляемых каналах, хемо-управляемых и т.д.
  • По связывающимся с ними лигандам (в том числе веществам-маркёрам) и т.д.

Регулирумый перенос ионов через гидрофильные поры мембраны с помощью управляемых ионных каналов является важнейшим свойством живых клеток, как электровозбудимых, так и невозбудимых. В связи с этим целесообразно использовать в классификации ионных каналов именно принцип управления их деятельностью

Создание удобной классификации является пока ещё не решённой проблемой. Как указывают Н.Н. Мушкамбаров и С.Л. Кузнецов, в «отличие от липидов, мембранные белки трудно классифицировать по их структуре. Более перспективно попытаться подразделить эти белки по их функциональной роли. Но и здесь нет законченной системы, т.к. любые попытки её создания наталкиваются на типичные трудности, когда один и тот же белок может быть отнесён к разным группам".

В основу предложенной функциональной классификации положен способ управления их деятельностью, а не их селективная проницаемость к определённым ионам или химическое родство образующих их белков-каналоформеров. С этой точки зрения ионные каналы делятся на неуправляемые и управляемые, т.е. либо постоянно открытые, либо открывающиеся-закрывающиеся при определённых воздействиях. Большинство ионных каналов являются управляемыми, но различаются между собой по механизмам управления. Воздействие регуляторного (управляющего) фактора на управляемый ионный канал вызывает конформационные изменения каналообразующих белков, канал открывается и ионы проходят по градиенту концентрации. При этом сам транспорт ионов через такие каналы не приводит к конформационным изменениям канальных белков и зависит только от разности концентраций веществ по обе стороны мембраны.

В одну и ту же функциональную группу этой классификации могут попасть каналы различного молекулярного строения и с различной селективностью, т.е. пропускающие различные ионы. С другой стороны, сходные по строению и происхождению каналы могут оказаться в разных функциональных группах. Так, например, хлор-селективные ионные каналы могут управляться как лигандами (глицином, ГАМК) и состоять в группе лиганд-управляемых каналов, так и потенциалом мембраны и состоять в группе потенциал-управляемых каналов (потенциал-активируемые хлорные каналы ClC).

Потенциал-управляемые натриевые каналы открываются под действием сдвига электрического потенциала мембраны, превышающего критический уровень деполяризации. Поэтому при достижении определённого порогового уровня деполяризации мембраны они открываются, а при обратном снижении уровня деполяризации - оказываются закрытыми. Важно, что как при химической, так и при фармакологической модификации таких ионных каналов у них сохраняется основной механизм активации и инактивации в ответ на сдвиг мембранного потенциала, что и определяет быстрые изменения катионной проницаемости возбудимых мембран за счёт потенциал-управляемых ионных каналов. Именно такого типа потенциал-управляемые натриевые ионные каналы обеспечивают перемещение нервного импульса по мембране нейрона 

Хемо-управляемые (хемочувствительные, хемозависимые, лиганд-управляемые, лиганд-зависимые, рецептор-активируемые) открываются при связывании с рецепторным участком канала специфического лиганда (управляющего вещества: трансмиттера или его миметика). Такие каналы обычно локализованы в химических синапсах на их постсинаптических мембранах и преобразуют химический сигнал, возникающий за счёт пресинаптического высвобождения нейромедиатора, в постсинаптический электрический локальный потенциал.

Стимул-управляемые (механочувствительные, механосенситивные, стретч-активируемые, stretch-activated, протон-активируемые, температурно-чувствительные) открываются под воздействием специфичного и адекватного для них стимула (раздражителя). Такие каналы обеспечивают сенсорное восприятие и располагаются в мембране сенсорных рецепторов.

© 2015-2018 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую

^ Наверх