Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки Колесников Станислав Сергеевич

Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки
<
Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Колесников Станислав Сергеевич. Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки : ил РГБ ОД 61:85-1/1860

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Литературный обзор 12

I. Структура фоторецепторов позвоночных 12

2. Ионные механизмы генерации фотоответов 12

3. Ионные каналы фоторецепторной мембраны 16

4. Внутриклеточный медиатор 27

5. Метод paich аИа.тр 36

Глава II. Экспериментальная часть 44

I. Схема регистрации 44

2. Измерение средних 47

3. Измерение некоторых величин 56

4. Практическая реализация метода случае фоторецепторной клетки

Глава III. Одиночные ионные каналы плазматической мембраны палочки лягушки .68

I. Анионные каналы 68

2. Калиевые каналы 78

3. Действие трипсина на одиночные каналы фоторецепторной клетки 88

4. Оценка поверхностной плотности ионных каналов 92

Глава ІV. Катионная, цГМФ-зависимая проводимость плазматической мембраны наружного сегмента палочки 95

I. Проводимость системы электрод-фрагмент мембраны в присутствии цГМФ 96

2. Свойства цГМФ-завнсимой проводимости J0I

3. Контрольные эксперименты 112

4. Сравнительный анализ свойств светозависимых и цГМФ-зависимых ионных каналов 119

Заключение 126

Выводы І&

Приложение

I. Оценка изменения числа молекул медиатора при поглощении одного фотона 130

2. Блокирование калиевого канала 131

3. Вероятность нерегистрации канала на фрагменте мембраны 133

Литература 136

Введение к работе

Зрение - важнейшее из чувств. Оно начинается со специализированных нейронов, называемых фоторецепторами, которые обеспечивают эффективное поглощение света и преобразование световой информации в электрическую. Генерация электрического сигнала происходит на наружной мембране фоторецепторной клетки. Функциональная роль света сводится к изомеризации хромофора зрительного пигмента, а все остальные процессы, приводящие к возбуждению фоторецептора, происходят без его непосредственного участия /IVflu/, 1968/.

Фоторецепторы позвоночных (палочки и колбочки) гиперполяризуются в ответ на свет /Тотііа. , 1965, 1970/. В основе этого явления лежит уменьшение проницаемости плазматической мембраны фоторецепторов для ионов А/Л. , что обычно интерпретируется как блокирование натриевых каналов (светозависимых каналов), вызванное поглощением света /HuCjtng et dt , 1970; TornitCL , 1970/. Кроме светозависимых каналов плазматическая мембрана фоторецепторных клеток содержит несколько типов потенциалозависимых каналов, которые в значительной степени определяют параметры рецепторного потенциала /Qchwarti, 1981/.

В нормальных условиях примерно 20%-30% ионной проницаемости всей плазматической мембраны составляет светозависимая проницаемость /bayiot, Fuolfa^ , 1970/. Поглощение всего одного фотона уменьшает ее на 1-3% /Ренн, Hdgin^ , 1972; Baytoi ztel Д979в/, что соответствует закрыванию по крайней мере сотни ионных каналов и генерации вполне детектируемого ответа / всгу&г zW,I979b/. Одно событие (поглощение фотона) вызывает множество событий (закрывание каналов), т.е. имеет место "усиление" числа событий. Кро-

5 ме того, поглощение света (в случае палочки) происходит в дисках, которые структурно не связаны с наружной мембраной, на которой происходит генерация рецепторного потенциала / Lohui , 1969/. Эти факты с необходимостью приводят к существованию механизма, обеспечивающего связь между фотоизомеризацией зрительного пигмента и генерацией электрического сигнала. Гипотетически подобный механизм выглядит следующим образом. Изомеризация зрительного пигмента запускает цепь реакций, что в конечном итоге приводит к изменению концентрации некой субстанции (внутриклеточного медиатора), которая контролирует уровень проводимости плазматической мембраны наружного сегмента фоторецепторных клеток / DtUfloz ez at, 1974/.

Электрофизиологическое исследование фоторецепторов до настоящего времени проводилось методами, не позволяющими контролировать составы растворов, омывающих внутриклеточную сторону фоторецептор-ной мембраны. Это затрудняет классификацию типов проводимости и исследование их свойств. Кроме того, если неизвестна действующая концентрация и точка приложения какого-либо агента, трудно однозначно интерпретировать результаты экспериментов по изучению механизма возбуждения фоторецепторов. Дело в том, что пассивный транспорт ионов определяется не только ионным составом сред по обе стороны клеточной мембраны. Все более очевидным становится тот факт, что клеточные мембраны содержат транспортные системы, свойства которых зависят от уровня метаболизма. Таковы, например,кальциевые каналы ряда клеток, требующие для своего функционирования достаточно высокий уровень АТФ и цАМФ в клетке /Reuhb, 1983/. Именно поэтому трудно понять каким образом данное вещество (при апликации с внутриклеточной стороны) изменило проницаемость плазматической мембраны: прямо, воздействуя на ионные каналы, или опосредованно, меняя клеточный метаболизм. В особой степени это отно- сится к таким классическим регуляторам метаболизма как кальций и циклонуклеотиды, которые неоднократно предлагались в качестве возможных внутриклеточных медиаторов, участвующих в возбуждении фоторецепторных клеток /azing , 1972; ЬіЬ&п&ку et at , 1971/. Основанием для этого служит тот факт, что изменение внутриклеточ-ной концентрации ионов & и цГШ меняет потенциал покоя фоторе-цепторной клетки и параметры фотоответов //JaolhS,, 1972; Upton &h aJL , 1977a,в/. В принципе, внутриклеточным медиатором может быть некое третье вещество, внутриклеточный уровень которого зависит от концентрации кальция и (или) циклонуклеотидов в клетке, и которое способно контролировать проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки.

Изложенное выше позволяет понять почему, несмотря на значительный прогресс в фоторецепции позвоночных, достигнутый в последнее время, не существует полной и однозначно доказанной картины функционирования фоторецепторных клеток. Гипотетическими остаются предложенные рядом автором многочисленные схемы возбуждения фоторецепторов - ни одна из них не подтверждена прямым экспериментом. До сих пор не решена проблема внутриклеточного медиатора. Кроме того, практически не описан количественно ионный транспорт через плазматическую мембрану фоторецепторных клеток. Недостаточно исследованы свойства ионных каналов на уровне интегральной проводимости и вообще не исследованы свойства одиночных ионных каналов.

В экспериментах на целой клетке трудно (если возможно) однозначно решить проблему внутриклеточного медиатора в фоторецептор-ном акте. Становится все более очевидным, что для ее решения необходимы иные, модельные подходы, позволяющие разрывать многочисленные внутриклеточные связи и уменьшать число неконтролируемых пара-

7 метров. Особенно перспективен в этом плане, по нашему мнению, метод отведения токов с небольшой поверхности клеточной мембраны, называемый в зарубежной литературе методом „ pcttch damp. Суть этого метода состоит в том, что к поверхности клеточной мембраны прижимается стеклянная микропипетка, в которую затем втягивается фрагмент мембраны. При небольших диаметрах кончика пипетки (~1 мкм) такой прием позволяет регистрировать токи через одиночные ионные каналы. Фрагмент мембраны под пипеткой можно оторвать, что позволяет исследовать ионные каналы и принципы их регуляции в условиях, когда полностью контролируются составы сред, омывающих обе стороны фрагмента мембраны.

Следует отметить, что при регистрации на целой клетке одиночные ионные каналы изучаются в условиях, близких к нативным. Получение же изолированных фрагментов биологических мембран- процедура более щадящая, чем, например, реконструкция ионного канала в искусственную мембрану или липосому.

В силу сказанного, метод рлісіп cuimp был выбран в качестве основного в настоящей работе.

Цель и основные задачи работы. Целью настоящего исследования было изучение ионных каналов, а также анализ возможных схем управления ионной проницаемостью плазматической мембраны фоторецептор-ной клетки. При этом решались следующие задачи:

Разработка и построение электронной аппаратуры на основе отечественных элементов, позволяющей с хорошим временным и амплитудным разрешением регистрировать токи через одиночные ионные каналы.

Нахождение условий применимости метода pcctch оигтр для исследования фоторецепторных клеток.

Разработка способов получения изолированных фрагментов фо-

8 торецепторной мембраны с функционирующими ионными каналами.

Исследование ионной проницаемости фоторецепторной мембраны в том числе и на уровне одиночных ионных каналов.

Изучение режимов работы ионных каналов и тестирование различных веществ на способность управлять проницаемостью плазматической мембраны фоторецепторных клеток.

Краткое содержание работы. Основные положения, которые выносятся на защиту. Как уже упоминалось выше, процесс возбуждения фоторецептора должен протекать при участии внутриклеточного медиатора. Многочисленные внутриклеточные связи не позволяют однозначно интерпретировать результаты экспериментов по изучению механизмов возбуждения фоторецепторной клетки. По нашему мнению путь к успеху в решении проблемы медиатора должен лежать в направлении получения и исследования более простых систем, таких как, например, изолированный фрагмент фоторецепторной мембраны, состав сред по обе стороны которого контролируется. Метод pettc/i damp позволяет получать и исследовать такие фрагменты. При этом необходимо учитывать возможность того, что на изолированном фрагменте мембраны ионные каналы могут функционировать несколько иначе, чем в мембране целой клетки или вообще не функционировать. Поэтому на первом этапе работы было необходимо изучить одиночные ионные каналы в составе целой фоторецепторной клетки.

Как следует из ряда данных фоторецепторная мембрана должна содержать Са -активируемые калиевые каналы / Fain ^Іі.ггпаїп ,1981/, кальциевые каналы / Fain zt &L , 1980/, анионные каналы /Т.иске.'с-/77Й./7, 1973/, неспецифические катионные каналы, чувствительные к цезию / Fcuh et at , 1978/ и светозависимые катионные каналы, которые в физиологических условиях, транспортируют в основном ионы через мембрану наружного сегмента фоторецепторной клетки

9 / /Зсівісап, F&lm , 1982/. В экспериментах на целой клетке нам удалось зарегистрировать два типа одиночных ионных каналов. Даль-нейшие исследования показали, что это были анионный и Са -активируемый калиевый канал. Как правило, если эти каналы функционировали на фрагменте мембраны в составе целой клетки, то они продолжали функционировать и на изолированном фрагменте. Это позволило провести серию экспериментов по изучению свойств описываемых каналов. Оказалось, что в 0,1 М растворе АСІ (где А - любой одновалентный катион) проводимость анионного канала 200+30 пСм. Кроме ионов С1~ анионный канал может транспортировать и другие анионы. Для ионов СІ , р , N0* . CLHrOo лт,.ллтлт тт,,л г,«Пг^,пл,.пЯт„ i-r і » i*\jj » з о с относительные проницаемости описываются рядом Рсс-' Pf~ : Рм* РсзН502~ = 1:0,6:0,35: :<0,05. Анионный канал имеет несколько уровней проводимости и сильно потенциалозависим. Калиевый канал в 0,1 М KCI имеет проводимость 72+7 пСм строго селективен для ионов К*", блокируется ионами ТЭА, С% , Rb . Кроме того, как нам удалось установить, калиевый канал эффективно управляется кальцием с внутриклеточной сторо-ны мембраны в диапазоне 10-10 М. Следует отметить, что сильные физиологические эффекты ионов Са / Lipion ei а , 1977а/ могут быть отчасти объяснены активацией кальцием калиевых каналов фото-рецепторной мембраны.

Описанные выше эксперименты позволили не только исследовать анионный и калиевый каналы, но и получить критерий доступности внутриклеточной стороны фрагмента мембраны, например, по зависимости времени жизни калиевого канала в открытом состоянии от концентрации ионов Са + с внутриклеточной стороны мембраны. Наличие такого критерия принципиально важно для систематического изучения механизмов управления и позволило приступить к поиску ионных ка-

10 налов, проводимость которых модулируется светом in vivo .

Кроме упомянутых выше анионного и калиевого каналов мы не смогли зарегистрировать других типов одиночных каналов. Это могло произойти по двум причинам. Либо проводимость других типов ионных каналов слишком мала, либо они не функционировали в наших экспериментальных условиях, либо имели место обе эти возможности. Целенаправленное варьирование условий эксперимента позволило нам обнаружить цГМФ-индуцированное увеличение интегральной проводимости изолированного фрагмента мембраны. Если внутриклеточная сторона фрагмента мембраны омывалась раствором, содержащем цГМФ

5 4 в концентрации 10-10 М, то наблюдалось увеличение проводимости фрагмента в несколько раз. Таким образом фоторецепторная мембрана содержит ионные каналы, которые активируются, если во внутриклеточной среде присутствует цГМФ. Анализ электрического шума фрагмента мембраны с цГМФ-активированными каналами позволил оценить проводимость этих каналов в 0,1 пСм. Оказалось что они примерно в равной степени транспортируют ионы А/о. , К4", U , /?Ь4 , Cs и в пределах точности эксперимента строго катионные. П-отенци-алозависимость их весьма незначительна. Исследование наблюдавших- ся эффектов в различных диапазонах концентраций ионов Са (10 - -3 -10 М) показало, что цГМФ-активируемые каналы лишь в небольшой степени контролируются кальцием. Добавление в перфузирующие растворы блокаторов катионных каналов, таких как ТЭА, ТТХ и ряда других, не приводило к блокированию описываемых каналов.

Как следует из литературных данных светозависимые каналы должны обладать следующими свойствами:

I) проводимость: 0,05-0,6 пСм / foetwi&z. d а , 1982; &с/імл2 , ЮТ/;

2) селективность: катионная, транспортируют ионы Л/а, К*", Li, /?Ь+ , Cs /Зл&Ьм, Fain , 1982; Woodiuff tial , 1982/; потенциалозависимость: незначительная / BdcLiZ ео.% 1979/; блокаторы: не найдены /Scfiisaztz, 1981/.

Из приведенных данных видно, что свойства светозависимых каналов и обнаруженных нами цГМФ-активируемых каналов близки. Это делает весьма вероятным, что цГМФ-активируемые каналы - это те самые ка-тионные каналы, которые in vivo модулируются светом. Если это так, то цГМФ, а не кальций является внутриклеточным медиатором. Сильные физиологические эффекты ионов Са можно объяснить влиянием кальция на системы, контролирующие внутриклеточный уровень цГМФ /Woodiuff, downfe , 1979/.

Структура фоторецепторов позвоночных

Существует два типа фоторецепторов позвоночных - палочки и колбочки (рис.1а). Поскольку в настоящей работе исследовались лишь палочки, то литературные данные, представленные здесь и ниже, касаются только этого типа фоторецепторных клеток, хотя многие положения справедливы и для колбочек.

Палочка позвоночных состоит из двух частей:внутреннего и наружного сегментов (рис.1а). Внутренний сегмент (ВСП) содержит обычные клеточные органеллы и обеспечивает жизнедеятельность фо-торецепторной клетки. Наружный сегмент (НСП) представляет собой специализированный отдел клетки, обеспечивающий ее возбуждение / VIаЫ, 1973/. Он содержит набор плоских мембранных структур-дисков (рис.Іб), в которых сконцентрировано до 90% зрительного пигмента - родопсина /ffuppet, Mag ins , 1973/. Диски занимают 50% объема НСП (рис.Іб), и их количество варьирует . (в зависимости от вида позвоночного) от 500 до 2000 /VJald, 1963/. Диск составляет около 95% площади поперечного сечения НСП / Соий., 1973/,что затрудняет диффузию компонентов цитоплазмы вдоль оси палочки, хотя и не устраняет ее полностью. По оценкам Лэмба с соавт. / Ldmb del , 1981/ эффективный коэффициент продольной диффузии примерно в 50 раз меньше коэффициента диффузии малых молекул в воде (К)" 5 см сек ). По всей видимости диски ни структурно, ни электрически не связаны с плазматической мембраной НСП /Говардовский, Харкеевич, 1966; Cohen, 1969; Репп , Hagins , 1972/.

2. Ионные механизмы генерации фотоответов

В основе любых изменений мембранного потенциала должны ле ІЗ жать соответствующие изменения ионных потоков - либо активных,либо пассивных, либо и тех и других. Эксперименты с ингибированием активного транспорта оубаином показали, что его роль сводится в основном к поддержанию ионных градиентов / oicmctnnd я/, 1969; ZuckeimcLh, 1973/, а если вклад в темновой потенциал и фотоответы имеется /Тогге. , 1982/, то весьма незначительный. Таким образом, считается, что в основе генерации фотоответов лежат светоин-дуцированные изменения пассивных ионных потоков / Fain, Іі$Упсип , 1981/.

Фоторецепторная мембрана проницаема по крайней мере для ионов /Va / Hdaihs dot, 1970/, К4" f luckzzmw, 1973/, СІ" / /CozenSzoh

, (jono. , 1981/ и Ca2+ / /-/acfins etal, 1970/. Основными катионами вне и внутриклеточной среды являются ионы N& и К1", а анионом С1 /На&п$ , Yo2 iiikami , 1975/. Соответственно потенциал покоя (темновой потенциал) фоторецепторной клетки и параметры фотоответов должны в основном определяться градиентами ионов Net, К ", С1 и проницаемостью плазматической мембраны для этих ионов.

Темновой потенциал фоторецептора и параметры фотоответов наиболее чувствительны к изменениям экстраклеточных концентраций ионов N а и 1 . Частичная или полная замена натрия на другие катионы приводит к значительной гиперполяризации клетки / Rtownb Pinto , 1974; (kivetto , 1973; 6W/7 , Tone. , 1983/, уменьшению темнового тока / HciqinS etalt 1970; YuU et at , 1981/ и, соответственно, к уменьшению или полному подавлению фотоответов. Уменьшение концентрации экстраклеточного калия приводит к заметной гиперполяризации клетки и увеличению фотоответов, а увеличение - к деполяризации и уменьшению фотоответов / (bzveto , 1973; дгоь/н , Рініо , 1974; C&povitk. dot 9 1980; 0we.n , Tone. , 1983/. Что касается ионов СП, то в ряде случаев не было обнаружено изменения электрической

Схема регистрации

Токи, отводимые с фрагмента мембраны в несколько квадратных микрон, варьируют от десятых до единиц пикоампера в зависимости от исследуемого типа проводимости, условий регистрации и вида клетки. При этом характерные времена переходов канала из одного состояния в другое лежат в диапазоне от сотен микросекунд до сотен миллисекунд /Л/е/?П , S aktnciHh% 1976; S&ktncam &ia , 1980; Уеійц 1982/. Измерение токов с такими параметрами можно отнести к так называемым "предельным" измерениям /Слабкий, 1973/. В этом смысле метод " роіт сштр" предъявляет особые требования к электронным схемам регистрации. Схема, которая использовалась в описанных ниже экспериментах, изображена на рис.б.

Преобразователь ток-напряжение. Характеристики преобразователя ток-напряжение (Aj на рис.б) в основном и определяют пределы измерения токов, текущих через одиночные ионные каналы. В данной схеме преобразователь был собран на специально отобранной отечественной микросхеме К284 УНІА. Входной ток этой микросхемы был 0,1 пА, а амплитуда эквивалентного шума по току - 0,6 пА (в полосе 1,5 кГц). При использовании сопротивлений обратной связи в несколько гигаом шумы на выходе преобразователя определялись, в основном, шумом микросхемы по току и тепловыми шумами сопротивления.

Дифференциальный усилитель. Сигнал с выхода преобразователя ток-напряжение подавался на инвертирующий вход дифференциального усилителя к%. На неинвертирующий вход подавался сигнал для компенсации токов утечки. Коэффициент усиления усилителя А мог меняться в пределах от 0,1 до 10. Частотная коррекция. Используемые в практике резисторы всегда имеют паразитную емкость. Следовательно, в первом приближении обратная связь в усилителе Aj представляет собой параллельную Д L цепь, как это изображено на рис.б. В данном рлучае постоянная времени этой цепи была равна

Анионные каналы

В ряде случаев после установления гигаомного контакта микропипетки с поверхностью клетки наблюдались прямоугольные скачки тока, полярность которых соответствовала току, входящему в клетку (рис.12). Вероятность появления таких флуктуации зависела от мембранного потенциала и возрастала при деполяризации клетки.

Флуктуации тока, которые наблюдались при использовании пипеток с диаметром кончика не более 1,5 мкм представлены на рис.12а. При увеличении диаметра пипетки можно было регистрировать суперпозицию таких флуктуации (рис.126). Следовательно флуктуации тока, подобные изображенным на рис.12а, обусловлены функционированием одиночного ионного канала, активируемого деполяризацией.

Функционирование описываемого канала кинетически выглядит весьма сложным. Оно характеризуется выраженными периодами неактивности (полностью закрытое состояние), которые чередуются с периодами активности, когда наблюдаются стохастические переходы канала между проводящими состояниями. Другими словами регистрируемые флуктуации тока генерируются каналом пачками (рис.12а). Такой тип функционирования обнаружен для многих видов каналов / з&Нтсінг) daLb 1980; Giaboh dot , 1982; Гелетюк, Казаченко, 1983, 1984/. Характерные времена жизни пачки и промежутки между пачками зависят от потенциала и лежат в диапазоне от десятков до сотен миллисекунд. Внутри пачки частоты флуктуации проводимости канала примерно на порядок больше.

Флуктуации тока, текущего через описываемый канал, различны по амплитуде и длительности. Многие из них при амплитуде, меньшей чем максимально возможная (при данном мембранном потенциале), тле-ют длительность существенно больше, чем постоянная времени регистрации (рис.12в). Это означает, что данные каналы имеют несколько уровней проводимости.

Селективность. Селективность описываемых ионных каналов изучалась на " Lnsidi-out " фрагментах плазматической мембраны, а измеряемой величиной была амплитуда флуктуации тока, текущего через канал. Ниже термин "открытый канал" означает канал в состоянии с наибольшей проводимостью.

Если на целой клетке наблюдалось функционирование канала данного типа, фрагмент мембраны под пипеткой отрывался. При этом, как правило, канал продолжал функционировать. Через несколько минут после отрыва характер функционирования начинал изменяться: увеличивалось время, проводимое каналом на промежуточных уровнях проводимости и в закрытом состоянии. Подобным образом канал мог ункционировать в среднем до 20 минут. Затем флуктуации тока приобретали "стохастический" характер (рис.12г), что делало невозможным измерение амплитуды скачков тока.

Проводимость системы электрод-фрагмент мембраны в присутствии цГМФ

На рис.20,а изображена упрощенная схема экспериментов, в которых исследовалась цГМФ-индуцируемая проводимость мембраны НСП. Для измерения проводимости системы электрод-фрагмент мембраны на индифферентный электрод подавалась периодическая последовательность отрицательных импульсов напряжения амплитудой 10 мВ. Амплитуда импульсов напряжения на выходе преобразователя ток-напряжение (рис.20,a, Aj) пропорциональна проводимости системы.

В обычных условиях (отсутствие цГМФ в тестовом растворе) проводимость системы электрод-фрагмент (за вычетом проводимости кали Описываемые ниже эксперименты проводились на изолированных фрагментах плазматической мембраны фоторецепторных клеток, выделенных с помощью трипсина. или анионного каналов, если они функционировали) лежала в пределах 0,05-1 нСм и была обусловлена проводимостью контакта стекло-мембрана. Если внутриклеточная сторона фрагмента ("insute-оиї " конфигурация) мембраны омывалась раствором, содержащим цГМФ (циклический 3,5 гуанозинмонофосфат) в концентрации 10-10 М, то проводимость системы электрод-фрагмент возрастала в несколько раз (рис.20,б), а вольт-амперная характеристика системы становилась нелинейной (рис.20,в).

Нами было получено 136 относительно стабильных, допускающих несколько смен растворов, фрагментов мембран НСП. 70 из них (52$) отвечали на апликацию цГМФ с внутриклеточной стороны мембраны достоверным увеличением проводимости . Если учесть, что примерно в 1/5 числа попыток получения " insidi-out " фрагментов в наших условиях образуются везикулы, то можно считать, что в 2/3 случаев проводимость системы электрод-фрагмент мембраны НСП возрастала в присутствии цГМФ.

Аналогичные эксперименты были проведены в случае "inside-оиі фрагментов мембраны ВСП. Ни в одном из 17 таких опытов цГМФ не индуцировал увеличения проводимости системы электрод-фрагмент. Таким образом, описываемые эффекты характерны лишь для фрагментов мембраны НСП.

В ряде случаев. эксперименты проводились на " 0uisui- out » фрагментах мембраны НСП. Ни в одном из семи таких опытов апликация цГМФ с экстраклеточной стороны фрагмента не приводила к достоверному увеличению проводимости системы электрод-фрагмент.

Мы интерпретировали эти результаты как отсутствие действия цГШ с экстраклеточной стороны мембраны. Контрольные эксперименты подтвердили такую точку зрения (см. 3).

Представленные данные свидетельствуют о том, что на внутриклеточной стороне плазматической мембраны НСП существуют рецепторы, связывание которыми цГМФ приводит к увеличению проводимости системы электрод-фрагмент мембраны. Чем обусловлены наблюдаемые эффекты? На основании описанных экспериментов нельзя с уверенностьв заключить, что действие цГМФ сводится лишь к увеличению проводимости плазматической мембраны НСП. В принципе, можно представить себе, что связывание цГМФ рецепторами так меняет их конформацию, что это в конечном итоге приводит к изменению механических свойств всей мембраны и к изменению проводимости утечки (контакта стекло--мембрана). В связи с этим была проведена серия контрольных экспериментов, которые будут описаны в 3. На основании этих экспериментов мы пришли к заключению, что апликация цГМФ с внутриклеточной мембраны действительно приводит к увеличению проводимости плазматической мембраны НСП.

Т.о. плазматическая мембрана НСП содержит некие транспортные системы, которые активируются в присутствии цГМФ. Будем называть 100 их в последующем изложении цГМФ-зависимой проводимостью плазматической мембраны НСП.

Похожие диссертации на Ионная проницаемость плазматической мембраны фоторецепторной клетки