Membran oqsillari ion kanallari sifatida. Tanlangan va tanlanmagan kanallar

Ion kanallari integral membrana oqsillari bilan ifodalanadi. Bu oqsillar ma'lum ta'sirlar ostida o'zlarining konformatsiyasini (shakli va xususiyatlarini) shunday o'zgartirishga qodirki, har qanday ion o'tishi mumkin bo'lgan teshik ochiladi yoki yopiladi. Natriy, kaliy, kaltsiy va xlor kanallari ma'lum; ba'zida kanal ikkita ionni o'tkazishi mumkin, masalan, natriy-kaltsiy kanallari ma'lum. Ion kanallari orqali faqat ionlarning passiv tashilishi sodir bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, ionning harakatlanishi uchun nafaqat ochiq kanal, balki ushbu ion uchun konsentratsiya gradienti ham talab qilinadi. Bunday holda, ion kontsentratsiya gradienti bo'ylab harakat qiladi - yuqori konsentratsiyali hududdan past konsentratsiyali hududga. Shuni esda tutish kerakki, biz ionlar - zaryadlangan zarralar haqida gapiramiz, ularning tashish ham zaryad bilan belgilanadi. Konsentratsiya gradienti bo'ylab harakatni bir yo'nalishda yo'naltirish mumkin bo'lgan holatlar mumkin va mavjud zaryadlar bu o'tishga qarshi turadi.

Ion kanallari ikkita muhim xususiyatga ega: 1) selektivlik (selektivlik) ma'lum ionlarga nisbatan va 2) ochish (faollashtirish) va yopish qobiliyati. Faollashtirilganda kanal ochiladi va ionlarning o'tishiga imkon beradi (8-rasm). Shunday qilib, kanalni tashkil etuvchi integral oqsillar majmuasi majburiy ravishda ikkita elementni o'z ichiga olishi kerak: "o'z" ionini taniydigan va uni o'tkazishga qodir bo'lgan tuzilmalar va bu ionni qachon o'tkazishni bilish imkonini beruvchi tuzilmalar. Kanalning selektivligi uni tashkil etuvchi oqsillar tomonidan belgilanadi, "o'z" ioni uning hajmi va zaryadi bilan tan olinadi.

Kanalni faollashtirish bir necha usulda mumkin. Birinchidan, membrana potentsiali o'zgarganda kanallar ochilishi va yopilishi mumkin. Zaryadning o'zgarishi oqsil molekulalarining konformatsiyasining o'zgarishiga olib keladi va kanal ion uchun o'tkazuvchan bo'ladi. Kanalning xususiyatlarini o'zgartirish uchun membrana potentsialidagi ozgina tebranish etarli. Bunday kanallar deyiladi kuchlanishga bog'liq(yoki elektr bilan boshqariladigan). Ikkinchidan, kanallar membrana retseptorlari deb ataladigan murakkab protein kompleksining bir qismi bo'lishi mumkin. Bunday holda, kanal xususiyatlarining o'zgarishi retseptorning biologik faol modda (gormon, vositachi) bilan o'zaro ta'siri natijasida yuzaga keladigan oqsillarni konformatsion qayta tashkil etilishidan kelib chiqadi. Bunday kanallar deyiladi kimyoga bog'liq(yoki retseptorlari bilan o'ralgan ) . Bundan tashqari, kanallar mexanik ta'sir ostida ochilishi mumkin - bosim, cho'zish (9-rasm). Faollashtirishni ta'minlaydigan mexanizmga kanalni ochish deyiladi. Kanallarni ochish va yopish tezligiga qarab, ularni tez va sekin ajratish mumkin.

Ko'pgina kanallar (kaliy, kaltsiy, xlorid) ikkita holatda bo'lishi mumkin: ochiq va yopiq. Natriy kanallarining ishlashida ba'zi o'ziga xosliklar mavjud. Bu kanallar, masalan, kaliy, kaltsiy va xlorid, odatda ochiq yoki yopiq holatda bo'ladi, ammo natriy kanali ham inaktiv bo'lishi mumkin, bu kanal yopiq va hech qanday ta'sir bilan ochilmaydigan holat ( 10-rasm).

Shakl 8. Ion kanali holatlari

Shakl 9. Retseptor eshikli kanalga misol. ACh - atsetilxolin. ACh molekulasining membrana retseptorlari bilan o'zaro ta'siri darvoza oqsilining konformatsiyasini shunday o'zgartiradiki, kanal ionlarning o'tishiga imkon bera boshlaydi.

10-rasm Potensialga bog'liq kanalga misol

Voltajli natriy kanalida faollashtirish va inaktivatsiya eshiklari (eshiklari) mavjud. Faollashtirish va inaktivatsiya eshiklari turli xil membrana potentsiallarida konformatsiyani o'zgartiradi.

Qo'zg'alish mexanizmlarini ko'rib chiqayotganda, biz asosan natriy va kaliy kanallarining ishi bilan qiziqamiz, ammo kaltsiy kanallarining xususiyatlariga qisqacha to'xtalib o'tamiz, kelajakda ularga kerak bo'ladi. Natriy va kaltsiy kanallari o'zlarining xususiyatlarida farqlanadi. Natriy kanallari tez va sekin, kaltsiy kanallari esa sekin. Natriy kanallarining faollashishi faqat depolarizatsiyaga va LO yoki AP paydo bo'lishiga olib keladi; kaltsiy kanallarining faollashishi qo'shimcha ravishda hujayradagi metabolik o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. Bu o'zgarishlar kaltsiyning ushbu ionga sezgir bo'lgan maxsus oqsillar bilan bog'lanishi bilan bog'liq. Kaltsiy bilan bog'langan oqsil o'z xususiyatlarini shunday o'zgartiradiki, u boshqa oqsillarning xususiyatlarini o'zgartirishga qodir bo'ladi, masalan, fermentlarni faollashtiradi, mushaklarning qisqarishini qo'zg'atadi va vositachilarni chiqaradi.

Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, biologik membranalar barcha hayvonlar hujayralarining tashqi qobig'ini tashkil qiladi va ko'plab hujayra ichidagi organellalarni hosil qiladi. Eng xarakterli tuzilish xususiyati shundaki, membranalar doimo yopiq bo'shliqlarni hosil qiladi va membranalarning bu mikrostrukturaviy tashkil etilishi ularga muhim funktsiyalarni bajarishga imkon beradi.

Hujayra membranalarining tuzilishi va funktsiyalari.

1. To‘siq funksiyasi shundan iboratki, membrana tegishli mexanizmlar yordamida erkin diffuziyani oldini oluvchi konsentratsiya gradientlarini yaratishda ishtirok etadi. Bunda membrana elektrogenez mexanizmlarida ishtirok etadi. Bularga dam olish potentsialini yaratish mexanizmlari, harakat potentsialini yaratish, bioelektrik impulslarning bir hil va heterojen qo'zg'aluvchan tuzilmalar bo'ylab tarqalish mexanizmlari kiradi.

2. Hujayra membranasining tartibga solish funktsiyasi hujayra ichidagi biologik faol moddalarni qabul qilish hisobiga hujayra ichidagi tarkibni va hujayra ichidagi reaktsiyalarni nozik tartibga solishdan iborat bo'lib, bu membrananing ferment tizimlari faoliyatining o'zgarishiga va ikkilamchi "mexanizmlarning ishga tushirilishiga olib keladi. messenjerlar” (“vositachilar”).

3. Elektr bo'lmagan tabiatning tashqi stimulyatorlarini elektr signallariga aylantirish (retseptorlarda).

4. Sinaptik uchlarda neyrotransmitterlarning chiqishi.

Elektron mikroskopning zamonaviy usullari hujayra membranalarining qalinligini (6-12 nm) aniqladi. Kimyoviy tahlil shuni ko'rsatdiki, membranalar asosan lipidlar va oqsillardan iborat bo'lib, ularning miqdori har xil hujayra turlarida farq qiladi. Hujayra membranalari faoliyatining molekulyar mexanizmlarini o'rganishning qiyinligi hujayra membranalarini ajratib olish va tozalashda ularning normal faoliyati buzilganligi bilan bog'liq. Hozirgi vaqtda hujayra membranasi modellarining bir nechta turlari haqida gapirishimiz mumkin, ular orasida suyuq mozaik modeli eng keng tarqalgan.

Ushbu modelga ko'ra, membrana fosfolipid molekulalarining ikki qavati bilan ifodalangan bo'lib, molekulalarning hidrofobik uchlari ikki qavat ichida joylashgan va gidrofil uchlari suvli fazaga yo'naltirilgan. Ushbu struktura ikki faza o'rtasidagi ajralishning shakllanishi uchun idealdir: tashqari va hujayra ichidagi.

Globulyar oqsillar fosfolipid ikki qavatiga birlashgan bo'lib, uning qutb hududlari suvli fazada gidrofil sirt hosil qiladi. Ushbu integral oqsillar turli funktsiyalarni bajaradi, jumladan, retseptorlar, fermentativ, ion kanallarini hosil qiladi, membrana nasoslari va ionlar va molekulalarni tashuvchilardir.

Ba'zi oqsil molekulalari lipid qatlami tekisligida erkin tarqaladi; normal holatda hujayra membranasining turli tomonlarida paydo bo'ladigan oqsil molekulalarining qismlari o'z o'rnini o'zgartirmaydi.

Membrananing elektr xususiyatlari:

Kapasitiv xususiyatlar asosan gidratlangan ionlar uchun o'tkazmaydigan va ayni paytda zaryadlarni samarali ajratish va to'plash va kationlar va anionlarning elektrostatik o'zaro ta'sirini ta'minlash uchun etarlicha yupqa (taxminan 5 nm) bo'lgan fosfolipid ikki qavati bilan belgilanadi. Bundan tashqari, hujayra membranalarining sig'imli xususiyatlari hujayra membranalarida sodir bo'ladigan elektr jarayonlarining vaqt xususiyatlarini aniqlaydigan sabablardan biridir.

O'tkazuvchanlik (g) - elektr qarshiligining o'zaro nisbati va ma'lum bir ion uchun umumiy transmembran oqimining uning transmembran potentsial farqini aniqlagan qiymatga nisbatiga teng.

Fosfolipid ikki qavati orqali turli moddalar tarqalishi mumkin va o'tkazuvchanlik darajasi (P), ya'ni hujayra membranasining bu moddalarni o'tkazish qobiliyati membrananing har ikki tomonida tarqaladigan moddaning konsentratsiyasining farqiga, uning eruvchanligiga bog'liq. lipidlarda va hujayra membranasining xususiyatlari.

Membrananing o'tkazuvchanligi uning ion o'tkazuvchanligining o'lchovidir. O'tkazuvchanlikning oshishi membranadan o'tadigan ionlar sonining ko'payishini ko'rsatadi.

Ion kanallarining tuzilishi va vazifalari. Na+, K+, Ca2+, Cl- ionlari hujayra ichiga kirib, suyuqlik bilan to'ldirilgan maxsus kanallar orqali chiqadi. Kanal hajmi juda kichik.

Barcha ion kanallari quyidagi guruhlarga bo'linadi:

1. Selektivlik bo'yicha:

a) Tanlangan, ya'ni. xos. Ushbu kanallar qat'iy belgilangan ionlar uchun o'tkazuvchan.

b) Kam tanlanadigan, o'ziga xos bo'lmagan, o'ziga xos ion selektivligi bo'lmagan. Membranada ularning oz miqdori mavjud.

1. O'tgan ionlarning tabiatiga ko'ra:

a) kaliy

b) natriy

c) kaltsiy

d) xlor

1. Inaktivatsiya tezligiga ko'ra, ya'ni. yopilish:

a) tez faolsizlantirish, ya'ni. tezda yopiq holatga aylanadi. Ular MP ning tez ortib borayotgan qisqarishini va bir xil darajada tez tiklanishni ta'minlaydi.

b) sekin harakatlanuvchi. Ularning ochilishi MP ning sekin pasayishiga va uning sekin tiklanishiga olib keladi.

4. Ochilish mexanizmlariga ko'ra:

a) potentsialga bog'liq, ya'ni. membrana salohiyatining ma'lum darajasida ochiladiganlar.

b) kimyoga bog'liq, hujayra membranasi xemoretseptorlari fiziologik faol moddalar (neyrotransmitterlar, gormonlar va boshqalar) ta'sirida ochiladi.

Hozirgi vaqtda ion kanallari quyidagi tuzilishga ega ekanligi aniqlandi:

1. Kanalning og'zida joylashgan selektiv filtr. Bu kanal orqali qat'iy belgilangan ionlarning o'tishini ta'minlaydi.

2. Membrana potentsialining ma'lum darajasida yoki mos keladigan PAS ta'sirida ochiladigan faollashtirish eshiklari. Potensialga bog'liq bo'lgan kanallarni faollashtirish eshiklari ularni ma'lum bir MP darajasida ochadigan sensorga ega.

3. Inaktivatsiya eshigi, kanalning yopilishini va ma'lum bir MP darajasida kanal orqali ion oqimining to'xtatilishini ta'minlaydi (rasm).

Nonspesifik ion kanallarida eshik yo'q.

Tanlangan ion kanallari uchta holatda mavjud bo'lishi mumkin, ular faollashtirish (m) va inaktivatsiya (h) eshiklarining joylashuvi bilan belgilanadi:

1.Aktivlashtiruvchilar yopiq va inaktivatsiyalari ochiq bo'lganda yopiladi.

2. Faollashtirilgan, ikkala eshik ham ochiq.

3. Faollashtirilmagan, faollashtirish eshigi ochiq va inaktivatsiya eshigi yopiq

Ion kanallarining funktsiyalari:

1. Kaliy (dam olishda) - dam olish potentsialini yaratish

2. Natriy - harakat salohiyatini yaratish

3. Kaltsiy - sekin harakat hosil qilish

4. Kaliy (kechiktirilgan rektifikatsiya) - repolarizatsiyani ta'minlash

5. Kaliy kaltsiy bilan faollashtirilgan - Ca+2 oqimidan kelib chiqqan depolarizatsiyani cheklash

Ion kanallarining funktsiyasi turli yo'llar bilan o'rganiladi. Eng keng tarqalgan usul - kuchlanish qisqichi yoki "kuchlanish-qisqich". Usulning mohiyati shundan iboratki, maxsus elektron tizimlar yordamida membrana potentsiali tajriba davomida ma'lum darajada o'zgartiriladi va mustahkamlanadi. Bunday holda, membrana orqali o'tadigan ion oqimining kattaligi o'lchanadi. Agar potentsial farq doimiy bo'lsa, unda Ohm qonuniga muvofiq, oqim kattaligi ion kanallarining o'tkazuvchanligiga proportsionaldir. Bosqichli depolarizatsiyaga javoban ma'lum kanallar ochiladi va tegishli ionlar hujayra ichiga elektrokimyoviy gradient bo'ylab kiradi, ya'ni hujayrani depolarizatsiya qiluvchi ion oqimi paydo bo'ladi. Bu o'zgarish nazorat kuchaytirgichi tomonidan aniqlanadi va membranadan kattaligi teng, lekin membrana ion oqimiga qarama-qarshi bo'lgan elektr toki o'tkaziladi. Bunday holda, transmembran potentsial farqi o'zgarmaydi.

Alohida kanallarning funktsiyasini o'rganish "yo'l qisqichlari" potentsialini mahalliy aniqlash usuli yordamida mumkin. Shisha mikroelektrod (mikropipet) fiziologik eritma bilan to'ldiriladi, membrana yuzasiga bosiladi va ozgina vakuum hosil bo'ladi. Bunday holda, membrananing bir qismi mikroelektrodga so'riladi. Agar assimilyatsiya zonasida ion kanali paydo bo'lsa, u holda bitta kanalning faolligi qayd etiladi. Kanal faoliyatini tirnash xususiyati va qayd etish tizimi kuchlanishni qayd etish tizimidan unchalik farq qilmaydi.

Bitta ion kanali orqali oqim to'rtburchaklar shaklga ega va har xil turdagi kanallar uchun amplituda bir xil bo'ladi. Kanalning ochiq holatda qolish muddati ehtimollikdir, lekin membrana potentsialining qiymatiga bog'liq. Umumiy ion oqimi har bir aniq vaqt oralig'ida ma'lum miqdordagi kanallarning ochiq holatda bo'lish ehtimoli bilan aniqlanadi.

Kanalning tashqi qismi o'rganish uchun nisbatan qulay, ichki qismini o'rganish katta qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. P. G. Kostyuk hujayra ichidagi dializ usulini ishlab chiqdi, bu mikroelektrodlardan foydalanmasdan ion kanallarining kirish va chiqish tuzilmalarining funksiyasini o'rganish imkonini beradi. Ma’lum bo‘ldiki, ion kanalining hujayradan tashqari bo‘shliqqa ochilgan qismi o‘zining funksional xossalari bilan kanalning hujayra ichidagi muhitga qaragan qismidan farq qiladi.

Aynan ion kanallari membrananing ikkita muhim xususiyatini ta'minlaydi: selektivlik va o'tkazuvchanlik.

Kanalning selektivligi yoki selektivligi uning maxsus oqsil tuzilishi bilan ta'minlanadi. Ko'pgina kanallar elektr bilan boshqariladi, ya'ni ularning ionlarni o'tkazish qobiliyati membrana potentsialining kattaligiga bog'liq. Kanal o'zining funktsional xususiyatlarida heterojendir, ayniqsa kanalga kirishda va undan chiqishda joylashgan protein tuzilmalariga (eshik mexanizmlari deb ataladi).

Misol tariqasida natriy kanalidan foydalangan holda ion kanallarining ishlash tamoyilini ko'rib chiqamiz. Natriy kanali dam olishda yopilgan deb ishoniladi. Hujayra membranasi ma'lum darajada depolarizatsiyalanganda m-aktivlanish eshigi ochiladi (aktivatsiya) va hujayra ichiga Na+ ionlarining oqimi kuchayadi. M-eshik ochilgandan bir necha millisekund o'tgach, natriy kanallarining chiqishida joylashgan h-shlyuz yopiladi (inaktivatsiya). Inaktivatsiya hujayra membranasida juda tez rivojlanadi va inaktivatsiya darajasi depolarizatsiya qiluvchi stimulning ta'sirining kattaligi va vaqtiga bog'liq.

Qalin nerv tolasida yagona harakat potentsiali hosil bo'lganda, ichki muhitda Na+ ionlari konsentratsiyasining o'zgarishi kalamar giganti aksonidagi ichki Na+ ion tarkibining atigi 1/100 000 qismini tashkil qiladi.

Natriydan tashqari, alohida ionlar uchun tanlab o'tkazuvchan bo'lgan hujayra membranalarida boshqa turdagi kanallar o'rnatiladi: K+, Ca2+ va bu ionlar uchun kanallarning navlari mavjud.

Xodgkin va Xaksli kanallarning "mustaqilligi" tamoyilini ishlab chiqdilar, unga ko'ra membrana bo'ylab natriy va kaliy oqimi bir-biriga bog'liq emas.

Turli kanallarning o'tkazuvchanlik xususiyatlari bir xil emas. Xususan, kaliy kanallari uchun natriy kanallari kabi inaktivatsiya jarayoni mavjud emas. Hujayra ichidagi kaltsiy kontsentratsiyasi ortib, hujayra membranasi depolarizatsiyalanganda faollashtirilgan maxsus kaliy kanallari mavjud. Kaliy-kaltsiyga bog'liq kanallarning faollashishi repolarizatsiyani tezlashtiradi va shu bilan dam olish potentsialining asl qiymatini tiklaydi.

Kaltsiy kanallari alohida qiziqish uyg'otadi. Kiruvchi kaltsiy oqimi odatda hujayra membranasini depolarizatsiya qilish uchun etarlicha katta emas. Ko'pincha hujayra ichiga kiradigan kaltsiy "xabarchi" yoki ikkinchi darajali xabarchi sifatida ishlaydi. Kaltsiy kanallarining faollashuviga hujayra membranasining depolarizatsiyasi, masalan, kiruvchi natriy oqimi orqali erishiladi.

Kaltsiy kanallarini inaktivatsiya qilish jarayoni ancha murakkab. Bir tomondan, erkin kaltsiyning hujayra ichidagi kontsentratsiyasining oshishi kaltsiy kanallarining inaktivatsiyasiga olib keladi. Boshqa tomondan, hujayralar sitoplazmasidagi oqsillar kaltsiyni bog'laydi, bu esa past darajada bo'lsa-da, uzoq vaqt davomida barqaror kaltsiy oqimini saqlashga imkon beradi; bu holda natriy oqimi butunlay bostiriladi. Kaltsiy kanallari yurak hujayralarida muhim rol o'ynaydi. Kardiomiotsitlarning elektrogenezi 7-bobda muhokama qilinadi Hujayra membranalarining elektrofiziologik xususiyatlari maxsus usullar yordamida o'rganiladi.

Tirik to'qimalarda mavjud bo'lgan barcha kanallar va hozir biz bir necha yuz turdagi kanallarni bilamiz, ikkita asosiy turga bo'linishi mumkin. Birinchi tur dam olish kanallari, hech qanday tashqi ta'sirlarsiz o'z-o'zidan ochilib yopiladi. Ular dam olish membranasi potentsialini yaratish uchun muhimdir. Ikkinchi tur - bu shunday deyiladi darvoza kanallari, yoki portal kanallari("darvoza" so'zidan) . Dam olishda bu kanallar yopiq va ma'lum stimullar ta'sirida ochilishi mumkin. Bunday kanallarning ayrim turlari harakat potentsialini yaratishda ishtirok etadi.

Ko'pgina ion kanallari xarakterlanadi selektivlik(selektivlik), ya'ni ma'lum turdagi kanaldan faqat ma'lum ionlar o'tadi. Ushbu xususiyatga asoslanib, natriy, kaliy, kaltsiy va xlorid kanallari ajralib turadi. Kanallarning selektivligi g'ovakning o'lchami, ionning o'lchami va uning hidratsion qobig'i, ionning zaryadi, shuningdek, kanalning ichki yuzasi zaryadi bilan belgilanadi. Shu bilan birga, bir vaqtning o'zida ikki turdagi ionlarni o'tkazishi mumkin bo'lgan selektiv bo'lmagan kanallar ham mavjud: masalan, kaliy va natriy. Barcha ionlar va hatto undan katta molekulalar o'tishi mumkin bo'lgan kanallar mavjud.

Bunga ko'ra ion kanallarining tasnifi mavjud faollashtirish usuli(9-rasm). Ba'zi kanallar neyron hujayra membranasidagi jismoniy o'zgarishlarga maxsus javob beradi. Ushbu guruhning eng ko'zga ko'ringan vakillari kuchlanish bilan faollashtirilgan kanallar. Masalan, membranadagi kuchlanishga sezgir natriy, kaliy va kaltsiy ionlari kanallari, ular harakat potentsialini shakllantirish uchun javobgardir. Bu kanallar ma'lum bir membrana potentsialida ochiladi. Shunday qilib, natriy va kaliy kanallari taxminan -60 mV potentsialda ochiladi (membrananing ichki yuzasi tashqi yuzasiga nisbatan salbiy zaryadlangan). Kaltsiy kanallari -30 mV potentsialda ochiladi. Jismoniy o'zgarishlar bilan faollashtirilgan kanallar guruhiga kiradi

9-rasm. Ion kanallarini faollashtirish usullari

(A) Membrana potentsialining o'zgarishi yoki membrana cho'zilishi bilan faollashtirilgan ion kanallari. (B) hujayradan tashqari yoki hujayra ichidagi kimyoviy moddalar (ligandlar) tomonidan faollashtirilgan ion kanallari.

Shuningdek mexanizatsiyalashgan kanallar mexanik stressga javob beradigan (hujayra membranasining cho'zilishi yoki deformatsiyasi). Ion kanallarining yana bir guruhi kimyoviy moddalar kanal molekulasidagi maxsus retseptorlarni bog'lash joylarini faollashtirganda ochiladi. Bunday ligandlar bilan faollashtirilgan kanallar retseptor markazlarining hujayra ichidagi yoki hujayradan tashqari bo'lishiga qarab ikkita kichik guruhga bo'linadi. Hujayradan tashqari stimullarga javob beradigan ligand bilan faollashtirilgan kanallar ham deyiladi ionotrop retseptorlari. Bunday kanallar transmitterlarga sezgir bo'lib, sinaptik tuzilmalarda axborotni uzatishda bevosita ishtirok etadi. Sitoplazmatik tomondan faollashtirilgan ligand bilan faollashtirilgan kanallarga o'ziga xos ionlar konsentratsiyasining o'zgarishiga sezgir bo'lgan kanallar kiradi. Masalan, kaltsiy bilan faollashtirilgan kaliy kanallari hujayra ichidagi kaltsiy kontsentratsiyasining mahalliy o'sishi bilan faollashadi. Bunday kanallar harakat potentsialining tugashi vaqtida hujayra membranasini repolyarizatsiya qilishda muhim rol o'ynaydi. Kaltsiy ionlaridan tashqari hujayra ichidagi ligandlarning tipik vakillari siklik nukleotidlardir. Masalan, siklik GMP retinal tayoqchalardagi natriy kanallarini faollashtirish uchun javobgardir. Ushbu turdagi kanal vizual analizatorning ishlashida asosiy rol o'ynaydi. Hujayra ichidagi ligandni bog'lash orqali kanal ishini modulyatsiya qilishning alohida turi bu hujayra ichidagi fermentlar - oqsil kinazalari va oqsil fosfatazalari ta'sirida uning oqsil molekulasining ma'lum bo'limlarini fosforillanishi/defosforillanishi.

Kanallarni faollashtirish usuli bo'yicha taqdim etilgan tasnifi asosan o'zboshimchalik bilan amalga oshiriladi. Ba'zi ion kanallari faqat bir nechta stimullar bilan faollashishi mumkin. Masalan, kaltsiy bilan faollashtirilgan kaliy kanallari potentsialning o'zgarishiga ham sezgir va ba'zi kuchlanish bilan faollashtirilgan ion kanallari hujayra ichidagi ligandlarga sezgir.

Xodgkin-Xuksli nazariyasiga ko'ra qo'zg'aluvchan membran modeli membrana bo'ylab ionlarning boshqariladigan tashishini nazarda tutadi. Biroq, ionning lipid ikki qavati orqali bevosita o'tishi juda qiyin va shuning uchun ion oqimi kichik bo'ladi.

Bu va boshqa bir qator mulohazalar membranada ba'zi maxsus tuzilmalarni - o'tkazuvchi ionlarni o'z ichiga olishi kerak degan fikrga asos bo'ldi. Bunday tuzilmalar topilgan va ion kanallari deb ataladi. Shunga o'xshash kanallar turli xil ob'ektlardan ajratilgan: hujayralarning plazma membranasi, mushak hujayralarining postsinaptik membranasi va boshqa ob'ektlar. Antibiotiklar hosil qilgan ion kanallari ham ma'lum.

Ion kanallarining asosiy xususiyatlari:

1) selektivlik;

2) alohida kanallar faoliyatining mustaqilligi;

3) o'tkazuvchanlikning diskret xarakteri;

4) kanal parametrlarining membrana potentsialiga bog'liqligi.

Keling, ularni tartibda ko'rib chiqaylik.

1. Selektivlik - ion kanallarining bir turdagi ionlarni tanlab o'tishiga imkon berish qobiliyati.

Hatto kalamar aksonida oʻtkazilgan dastlabki tajribalarda ham Na+ va Kt ionlarining membrana potensialiga har xil taʼsir koʻrsatishi aniqlangan. K+ ionlari dam olish potensialini, Na+ ionlari esa harakat potensialini o‘zgartiradi. Xodgkin-Xuksli modeli buni mustaqil kaliy va natriy ion kanallarini kiritish orqali tasvirlaydi. Birinchisi faqat K+ ionlari, ikkinchisi esa Na+ ionlari orqali o'tishi mumkin, deb taxmin qilingan.

O'lchovlar shuni ko'rsatdiki, ion kanallari kationlarga (kation-selektiv kanallar) yoki anionlarga (anion-selektiv kanallar) nisbatan mutlaq selektivlikka ega. Shu bilan birga, turli xil kimyoviy elementlarning turli kationlari kation-selektiv kanallar orqali o'tishi mumkin, ammo kichik ion uchun membrananing o'tkazuvchanligi va shuning uchun u orqali o'tadigan oqim, masalan, Na + kanali uchun sezilarli darajada past bo'ladi. , u orqali o'tadigan kaliy oqimi 20 baravar kam bo'ladi. Ion kanalining turli ionlarni o'tkazish qobiliyati nisbiy selektivlik deb ataladi va selektivlik qatori bilan tavsiflanadi - bir xil konsentratsiyada olingan turli ionlar uchun kanal o'tkazuvchanliklarining nisbati. Bunday holda, asosiy ion uchun selektivlik 1 sifatida qabul qilinadi. Masalan, Na+ kanali uchun bu qator quyidagi ko'rinishga ega:

Na + : K + = 1: 0,05.

2. Alohida kanallar faoliyatining mustaqilligi. Alohida ion kanali orqali oqim oqimi boshqa kanallar orqali o'tishiga bog'liq emas. Masalan, K + kanallarini yoqish yoki o'chirish mumkin, ammo Na + kanallari orqali oqim o'zgarmaydi. Kanallarning bir-biriga ta'siri bilvosita sodir bo'ladi: ba'zi kanallarning o'tkazuvchanligining o'zgarishi (masalan, natriy) membrana potentsialini o'zgartiradi va bu allaqachon boshqa ion kanallarining o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi.

3. Ion kanallari o'tkazuvchanligining diskret xarakteri. Ion kanallari membranani o'z ichiga olgan oqsillarning subunit kompleksidir. Uning markazida ionlar o'tishi mumkin bo'lgan naycha bor. 1 mkm 2 membrana yuzasiga ion kanallari soni radioaktiv etiketli natriy kanal blokeri - tetrodotoksin yordamida aniqlandi. Ma'lumki, bitta TTX molekulasi faqat bitta kanalga bog'lanadi. Keyinchalik ma'lum maydonga ega bo'lgan namunaning radioaktivligini o'lchash 1 mkm2 kalamar aksoniga 500 ga yaqin natriy kanallari mavjudligini ko'rsatishga imkon berdi.

An'anaviy tajribalarda, masalan, uzunligi 1 sm va diametri 1 mm bo'lgan kalamar aksonida, ya'ni 3 * 10 7 mkm 2 maydonda o'lchanadigan transmembran oqimlari umumiy javob (o'zgarish) bilan bog'liq. o'tkazuvchanlik) 500 3 10 7 -10 10 ion kanallari. Bu javob vaqt o'tishi bilan o'tkazuvchanlikning silliq o'zgarishi bilan tavsiflanadi. Bitta ion kanalining javobi vaqt o'tishi bilan tubdan boshqacha tarzda o'zgaradi: Na + kanallari uchun va K + - va Ca 2+ kanallari uchun diskret.

Bu birinchi marta 1962 yilda membranani o'rab turgan eritmaga ma'lum bir qo'zg'atuvchi moddaning mikro miqdori qo'shilganda, lipid ikki qatlamli membranalarning (BLM) o'tkazuvchanligini o'rganishda aniqlangan. BLMga doimiy kuchlanish qo'llanildi va oqim I (t) qayd etildi. Oqim vaqt o'tishi bilan ikki o'tkazuvchi holat o'rtasida sakrash shaklida qayd etilgan.

Ion kanallarini eksperimental o'rganishning samarali usullaridan biri 80-yillarda ishlab chiqilgan membrana potentsialini mahalliy aniqlash usuli ("Patch Clamp") edi (10-rasm).

Guruch. 10. Membran potensialini mahalliy fiksatsiya qilish usuli. ME - mikroelektrod, IR - ion kanali, M - hujayra membranasi, SFP - potentsial qisqich sxemasi, I - bitta kanalli oqim

Usulning mohiyati shundan iboratki, ingichka uchi diametri 0,5-1 mkm bo'lgan ME mikroelektrodi (10-rasm) membranaga so'riladi, shunda ion kanali uning ichki diametriga kiradi. Keyinchalik, potentsial qisqich sxemasidan foydalanib, standart potentsial qisqich usulidan foydalanganda bo'lgani kabi, bir vaqtning o'zida barcha kanallar orqali emas, balki faqat membrananing bitta kanali orqali o'tadigan oqimlarni o'lchash mumkin.

Turli ion kanallarida o'tkazilgan tajribalar natijalari shuni ko'rsatdiki, ion kanalining o'tkazuvchanligi diskret bo'lib, u ikki holatda bo'lishi mumkin: ochiq yoki yopiq. Davlatlar o'rtasidagi o'tishlar tasodifiy vaqtda sodir bo'ladi va statistik qonunlarga bo'ysunadi. Aynan shu vaqtda ma'lum bir ion kanali ochiladi, deb aytish mumkin emas. Siz faqat ma'lum vaqt oralig'ida kanalni ochish ehtimoli haqida bayonot berishingiz mumkin.

4. Kanal parametrlarining membrana potentsialiga bog'liqligi. Nerv tolasi ion kanallari membrana potentsialiga sezgir, masalan, kalamar aksonining natriy va kaliy kanallari. Bu membrana depolarizatsiyasi boshlanganidan so'ng, mos keladigan oqimlar u yoki bu kinetika bilan o'zgara boshlaganida namoyon bo'ladi. Bu jarayon quyidagicha sodir bo'ladi: Ion-selektiv kanal sensorga ega - uning konstruktsiyasining elektr maydonining ta'siriga sezgir bo'lgan ba'zi elementi (11-rasm). Membrananing potentsiali o'zgarganda, unga ta'sir qiluvchi kuchning kattaligi o'zgaradi, natijada ion kanalining bu qismi harakatlanadi va eshikni ochish yoki yopish ehtimolini o'zgartiradi - "barcha yoki" ga muvofiq ishlaydigan damper turi. hech narsa” qonuni. Membrananing depolarizatsiyasi ta'sirida natriy kanalining o'tkazuvchanlik holatiga o'tish ehtimoli ortishi eksperimental ravishda ko'rsatilgan. Potensial qisqich o'lchovlari paytida hosil bo'lgan membranadagi kuchlanish ko'tarilishi ko'p sonli kanallarning ochilishiga olib keladi. Ular orqali ko'proq zaryadlar o'tadi, ya'ni o'rtacha ko'proq oqim oqadi. Kanal o'tkazuvchanligini oshirish jarayoni ochiq kanal diametrining oshishi bilan emas, balki kanalning ochiq holatga o'tish ehtimoli ortishi bilan belgilanishi muhimdir. Bu yagona kanal orqali oqim o'tish mexanizmining zamonaviy tushunchasidir.

Katta membranalarda elektr o'lchovlari paytida qayd etilgan oqimlarning silliq kinetik egri chiziqlari alohida kanallar orqali oqadigan ko'plab bosqichli oqimlarning yig'indisi tufayli olinadi. Ularning yig'indisi, yuqorida ko'rsatilganidek, tebranishlarni keskin kamaytiradi va transmembran oqimining etarlicha silliq vaqtga bog'liqligini beradi.

Ion kanallari boshqa jismoniy ta'sirlarga ham sezgir bo'lishi mumkin: mexanik deformatsiyalar, kimyoviy moddalarning bog'lanishi va boshqalar. Bunday holda, ular mos ravishda mexanoreseptorlar, kimyo-retseptorlar va boshqalarning tarkibiy asosi hisoblanadi.

Membranada ion kanallarini o'rganish zamonaviy biofizikaning muhim vazifalaridan biridir.

Ion kanalining tuzilishi.

Ion-selektiv kanal quyidagi qismlardan iborat (11-rasm): subbirlik tuzilishiga ega bo'lgan oqsil qismining ikki qavatiga botiriladi; bir-biridan ma'lum masofada qattiq joylashgan va ma'lum diametrli ionlarning o'tishiga imkon beruvchi manfiy zaryadlangan kislorod atomlari tomonidan hosil qilingan selektiv filtr; darvoza qismi.

Ion kanalining eshigi membrana potentsiali tomonidan boshqariladi va u yopiq holatda (chiziq chiziq) yoki ochiq holatda (qattiq chiziq) bo'lishi mumkin. Natriy kanali eshigining normal holati yopiq. Elektr maydonining ta'siri ostida ochiq holat ehtimoli ortadi, eshik ochiladi va gidratlangan ionlar oqimi selektiv filtrdan o'tishga qodir.

Agar ion diametrga to'g'ri kelsa, u hidratsiya qobig'ini tashlab, ion kanalining boshqa tomoniga o'tadi. Agar ion diametri juda katta bo'lsa, masalan, tetraetilamoniy, u filtrdan o'tolmaydi va membranani kesib o'tolmaydi. Agar, aksincha, ion juda kichik bo'lsa, unda selektiv filtrda qiyinchiliklar mavjud, bu safar ionning hidratsion qobig'ini to'kish qiyinligi bilan bog'liq.

Ion kanal blokerlari filtrga yopishib qolib, u orqali o'tolmaydi yoki agar ular TTX kabi katta molekulalar bo'lsa, ular kanalga kirish joyiga sterik jihatdan mos keladi. Blokerlar musbat zaryadga ega bo'lganligi sababli, ularning zaryadlangan qismi oddiy kation sifatida selektiv filtrga o'tadigan kanalga tortiladi va makromolekulalar uni to'sib qo'yadi.

Shunday qilib, qo'zg'aluvchan biomembranlarning elektr xususiyatlarining o'zgarishi ion kanallari yordamida amalga oshiriladi. Bu oqsil makromolekulalari bo'lib, ular lipid ikki qavatiga kirib, bir nechta diskret holatda bo'lishi mumkin. K +, Na + va Ca 2+ ionlari uchun selektiv kanallarning xossalari membrana potentsialiga turlicha bog'liq bo'lishi mumkin, bu membranadagi harakat potentsialining dinamikasini, shuningdek, turli hujayralar membranalaridagi bunday potentsiallarning farqlarini belgilaydi. .

Guruch. 11. Membrananing natriy ion kanali tuzilishining kesma diagrammasi

Qayta aloqa.

Turli moddalar va xususan, mineral ionlar uchun u hujayra hayotida va ayniqsa signallarni hujayradan hujayraga va hujayra ichidagi tuzilmalarga idrok etish, o'zgartirish, uzatish mexanizmlarida juda muhimdir.

Hujayra membranalarining o'tkazuvchanligi holatida hal qiluvchi rolni ularning hosil bo'lgan ion kanallari bajaradi. kanal hosil qiluvchi oqsillar. Ushbu kanallarning ochilishi va yopilishi membrananing tashqi va ichki yuzalari o'rtasidagi potentsial farqning kattaligi, turli signal molekulalari (gormonlar, neyrotransmitterlar, vazoaktiv moddalar), hujayra ichidagi signal uzatishning ikkilamchi xabarchilari va minerallar bilan boshqarilishi mumkin. ionlari.

Ion kanali- membrana bo'ylab ionlarni tashishni ta'minlaydigan bir nechta subbirliklar (har biri a-spiral konfiguratsiyaga ega transmembran segmentlarini o'z ichiga olgan integral membrana oqsillari).

Guruch. 1. Ion kanallarining tasnifi

Ion kanallarining tuzilishi va funktsiyasini zamonaviy tushunish, bitta ion kanallarini o'z ichiga olgan membrananing izolyatsiya qilingan qismidan oqib o'tadigan elektr toklarini qayd etish usullarini ishlab chiqish, shuningdek, ion kanallarini boshqaradigan alohida genlarni izolyatsiya qilish va klonlash orqali mumkin bo'ldi. ion kanallarini shakllantirishga qodir bo'lgan oqsil makromolekulalari sintezi. Bu bunday molekulalarning tuzilishini sun'iy ravishda o'zgartirish, ularni hujayra membranalariga qo'shish va kanal funktsiyalarini bajarishda alohida peptid mintaqalarining rolini o'rganish imkonini berdi. Ma'lum bo'lishicha, barcha ion kanallarining kanal hosil qiluvchi oqsil molekulalari ba'zi umumiy tuzilish xususiyatlariga ega va odatda molekulyar massalari 250 kDa dan yuqori bo'lgan yirik transmembran oqsillari bilan ifodalanadi.

Ular bir nechta bo'linmalardan iborat. Odatda eng muhimi kanal xususiyatlari ularning a-kichik birlik. Ushbu bo'linma ion-selektiv teshikni, transmembran potentsial farqining sensori mexanizmini - kanal eshigini shakllantirishda ishtirok etadi va ekzogen va endogen ligandlar uchun bog'lanish joylariga ega. Ion kanallari tarkibiga kiradigan boshqa subbirliklar kanallar xossalarini modulyatsiya qiluvchi yordamchi rol o'ynaydi (2-rasm).

Kanal hosil qiluvchi oqsil molekulasi ion kanallarining subbirliklarini tashkil etuvchi membranadan tashqari aminokislota halqalari va intramembran spiral domen hududlari bilan ifodalanadi. Protein molekulasi membrana tekisligida buklanadi, shunda ion kanalining o'zi bir-biri bilan aloqa qiladigan domenlar orasida hosil bo'ladi (2-rasmga qarang, pastki o'ng).

Kanal hosil qiluvchi oqsil molekulasi sitoplazmatik membranada shunday joylashadiki, uning uch o‘lchamli fazoviy tuzilishi membrananing tashqi va ichki tomonlariga qaragan kanal og‘izlarini, suv bilan to‘ldirilgan teshikni va “darvoza”ni hosil qiladi. Ikkinchisi, uning konformatsiyasini osongina o'zgartira oladigan va kanalning ochiq yoki yopiq holatini aniqlaydigan peptid zanjirining bir qismi tomonidan hosil bo'ladi. Ion kanalining selektivligi va o'tkazuvchanligi g'ovak hajmiga va uning zaryadiga bog'liq. Kanalning ma'lum ion uchun o'tkazuvchanligi uning o'lchami, zaryadi va hidratsiya qobig'i bilan ham aniqlanadi.

Guruch. 2. Hujayra membranasining Na+ -ion kanalining tuzilishi: a - hujayra membranasining ion kanali a-birligining ikki o'lchovli tuzilishi; b - chapda - natriy kanali, a-kichik birlik va ikkita P-kichik birlikdan iborat (yon ko'rinish); o'ng tomonda yuqoridan natriy kanali joylashgan. Raqamlarda I. II. III. a-kichik birlikning IV belgilangan domenlari

Ion kanallarining turlari

Ion kanallarining 100 dan ortiq turlari tavsiflangan va ularni tasniflash uchun turli yondashuvlar qo'llaniladi. Ulardan biri kanallar tuzilishi va ishlash mexanizmlaridagi farqlarni hisobga olishga asoslangan. Bunday holda, ion kanallarini bir necha turga bo'lish mumkin:

• passiv ion kanallari yoki dam olish kanallari;
• uyali aloqa kanallari;
• Kanallar, ularning holati (ochiq yoki yopiq) mexanik omillarning eshik mexanizmiga ta'siri (mexanosensial kanallar), membranadagi potentsial farqlar (kuchlanishga bog'liq kanallar) yoki kanal hosil qiluvchi oqsil bilan bog'langan ligandlar bilan boshqariladi. membrananing tashqi yoki ichki tomoni (ligand bilan qoplangan kanallar).

Passiv kanallar

Ushbu kanallarning o'ziga xos xususiyati shundaki, ular dam olish hujayralarida ochiq (faol) bo'lishi mumkin, ya'ni. hech qanday ta'sir yo'qligida. Bu ularning ikkinchi nomini - passiv kanallarni oldindan belgilaydi. Ular qat'iy selektiv emas va ular orqali hujayra membranasi bir nechta ionlarni, masalan, K+ va CI+ K+ va Na+ ni “oqishi” mumkin. Shuning uchun bu kanallar ba'zan oqish kanallari deb ataladi. Sanab o'tilgan xususiyatlardan kelib chiqqan holda, dam olish kanallari hujayraning sitoplazmatik membranasida dam olish membranasi potentsialining paydo bo'lishi va saqlanishida muhim rol o'ynaydi, ularning mexanizmlari va ahamiyati quyida muhokama qilinadi. Passiv kanallar nerv tolalari va ularning uchlari, chiziqli hujayralar, silliq mushaklar, miokard va boshqa to'qimalarning sitoplazmatik membranalarida mavjud.

Mexanik sezgir kanallar

Ushbu kanallarning o'tkazuvchanlik holati membranadagi mexanik ta'sirlar ostida o'zgarib, membranadagi molekulalarning strukturaviy o'rashini va uning cho'zilishining buzilishiga olib keladi. Bu kanallar qon tomirlari, ichki organlar, teri, chiziqli mushaklar va silliq miotsitlarning mexanoreseptorlarida keng tarqalgan.

Voltajga bog'liq kanallar

Ushbu kanallarning holati membranadagi potentsial farqning kattaligi bilan yaratilgan elektr maydonining kuchlari tomonidan boshqariladi. Voltajli kanallar membranadagi potentsial farqga qarab faol bo'lmagan (yopiq), faol (ochiq) va inaktivatsiyalangan holatda bo'lishi mumkin, ular faollashtirish va inaktivatsiya eshiklari pozitsiyasi bilan boshqariladi.

Dam olish xujayrasida kuchlanishli kanal odatda yopiq holatda bo'lib, uni ochish yoki faollashtirish mumkin. Uning mustaqil ochilish ehtimoli past va dam olishda membranadagi bu kanallarning faqat kichik qismi ochiq. Transmembran potentsial farqining pasayishi (membrana depolarizatsiyasi) kanalning faollashishiga olib keladi va uning ochilish ehtimolini oshiradi. Faollashtirish eshigi funktsiyasini kanalning og'ziga kirishni yopadigan elektr zaryadlangan aminokislotalar guruhi tomonidan amalga oshiriladi, deb taxmin qilinadi. Ushbu aminokislotalar membranadagi potentsial farqning sensori; membrana depolarizatsiyasining ma'lum (kritik) darajasiga erishilganda sensor molekulasining zaryadlangan qismi kanal hosil qiluvchi molekulaning lipid mikromuhiti tomon siljiydi va darvoza kanalning og'ziga kirishni ochadi (3-rasm).

Kanal ionlarning u orqali harakatlanishi uchun ochiq (faol) bo'ladi. Faollashtirish eshigining ochilish tezligi past yoki juda yuqori bo'lishi mumkin. Ushbu ko'rsatkichga ko'ra, kuchlanish bilan bog'langan ion kanallari tez (masalan, tez kuchlanishli natriy kanallari) va sekin (masalan, sekin kuchlanishli kaltsiy kanallari) ga bo'linadi. Tez kanallar bir zumda ochiladi (ms) va o'rtacha 1 ms ochiq qoladi. Ularning faollashishi ma'lum ionlar uchun kanalning o'tkazuvchanligining tez ko'chkiga o'xshash ortishi bilan birga keladi.

Kanalning boshqa og'zidan chiqishda joylashgan ip ustidagi zich shar (to'p) ko'rinishidagi aminokislotalar ketma-ketligi bo'lgan peptid zanjirining yana bir qismi, uning konformatsiyasini o'zgartirish qobiliyatiga ega. Membranada zaryad belgisi o'zgarganda, to'p og'izdan chiqishni yopadi va kanal ion uchun o'tib bo'lmaydigan (inaktiv) bo'ladi. Voltajga bog'langan ion kanallarini inaktivatsiya qilish boshqa mexanizmlar orqali amalga oshirilishi mumkin. Inaktivatsiya kanal bo'ylab ion harakatining to'xtashi bilan birga keladi va faollashuv kabi tez yoki sekin - soniyalar yoki hatto daqiqalar davomida sodir bo'lishi mumkin.

Guruch. 3. Natriy (yuqori) va kaliyli (pastki) kuchlanishli kanallarning eshik mexanizmi

Ion kanallarining inaktivatsiyasidan so'ng asl xususiyatlarini tiklash uchun kanal hosil qiluvchi oqsilning asl fazoviy konformatsiyasini va darvoza o'rnini qaytarish kerak. Bunga membrananing potentsial farqini (repolyarizatsiya) hujayraning dam olish holatiga xos bo'lgan darajaga qaytarish yoki membranaga kuchli ta'sir ko'rsatish bilan inaktivatsiyadan keyin bir muncha vaqt o'tishi bilan erishiladi. Inaktivatsiya holatidan dastlabki (yopiq) holatga o'tish kanalni qayta faollashtirish deb ataladi. Qayta ishga tushirilgandan so'ng, ion kanali qayta ochilishga tayyor holatga qaytadi. Voltajga bog'langan membrana kanallarining qayta faollashishi ham tez yoki sekin bo'lishi mumkin.

Voltajli ion kanallari odatda juda selektiv bo'lib, qo'zg'alishning paydo bo'lishida (harakat potentsiallarining paydo bo'lishida), elektr signallari shaklida nerv tolalari bo'ylab ma'lumotlarning uzatilishida, mushaklarning qisqarishini boshlash va tartibga solishda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Bu kanallar afferent va efferent nerv tolalari membranalarida, chiziqli va silliq miotsitlar membranalarida keng tarqalgan.

Potensialga bog'liq ion kanallari tish pulpasi va og'iz bo'shlig'i shilliq qavatini innervatsiya qiluvchi sezgir nervlarning (dendritlar) nerv uchlari membranasiga o'rnatiladi, bu erda ularning ochilishi retseptor potentsialining nerv impulsiga aylanishini va keyinchalik uning afferent nerv bo'ylab uzatilishini ta'minlaydi. tola. Ushbu impulslar yordamida odamning og'iz bo'shlig'ida boshdan kechiradigan barcha turdagi hissiy sezgilar (ta'm, harorat, mexanik bosim, og'riq) haqidagi ma'lumotlar markaziy asab tizimiga uzatiladi. Bunday kanallar neyronlarning akson tepaligi membranasida nerv impulslarining paydo bo'lishini va ularning efferent nerv tolalari bo'ylab uzatilishini, postsinaptik potentsiallarning postsinaptik effektor hujayralarining harakat potentsialiga aylanishini ta'minlaydi. Bunday jarayonlarga misol qilib trigeminal nerv yadrosining motor neyronlarida nerv impulslarining paydo bo'lishi mumkin, ular keyinchalik uning efferent tolalari bo'ylab chaynash mushaklariga uzatiladi va pastki jag'ning chaynash harakatlarini boshlash va tartibga solishni ta'minlaydi.

Voltajga bog'langan ion kanallari ishlashining nozik mexanizmlarini o'rganishda ushbu kanallarning ishlashini to'sib qo'yadigan moddalar mavjudligi aniqlandi. Ulardan birinchi bo'lib baliq tanasida hosil bo'ladigan kuchli zahar bo'lgan tetrodotoksin moddasi tasvirlangan. Uning ta'siri ostida eksperimentda kuchlanish bilan bog'langan natriy kanallarining blokadasi kuzatildi va hayvonlarning tanasiga kiritilganda sezgirlikning yo'qolishi, mushaklarning bo'shashishi, harakatsizlik, nafas olishning to'xtashi va o'lim qayd etildi. Bunday moddalar ion kanal blokerlari deb ataladi. Ular orasida lidokain, novokain, prokain - moddalar tanaga kichik dozalarda kiritilganda, asab tolalarining kuchlanishga bog'liq natriy kanallarining blokadasi rivojlanadi va og'riq retseptorlaridan markaziy asab tizimiga signallarning uzatilishi bloklanadi. Ushbu moddalar tibbiy amaliyotda lokal anestezik sifatida keng qo'llaniladi.

Ionlarning ion kanallari orqali harakatlanishi nafaqat membranalardagi zaryadlarni qayta taqsimlash va elektr potentsiallarini shakllantirish uchun asos bo'libgina qolmay, balki ko'plab hujayra ichidagi jarayonlarning borishiga ham ta'sir qilishi mumkin. Kanal hosil qiluvchi oqsillar sintezini boshqaruvchi genlarning ifodalanishiga bunday ta'sir faqat qo'zg'aluvchan to'qimalarning hujayralari bilan chegaralanib qolmaydi, balki tananing barcha hujayralarida sodir bo'ladi. Kasalliklarning katta guruhi aniqlangan, ularning sababi ion kanallarining tuzilishi va funktsiyasining buzilishidir. Bunday kasalliklar "kannelopatiyalar" deb tasniflanadi. Shubhasiz, ion kanallarining tuzilishi va funktsiyalarini bilish "kanalopatiyalar" ning tabiatini tushunish va ularning o'ziga xos terapiyasini izlash uchun zarurdir.

Ligand eshikli ion kanallari

Ular odatda bir vaqtning o'zida ma'lum ligandlar uchun ion kanallari va retseptorlari vazifasini bajaradigan oqsil makromolekulalari tomonidan hosil bo'ladi. Xuddi shu makromolekulalar bir vaqtning o'zida bu ikki funktsiyani bajarishi mumkinligi sababli, ularga turli nomlar berilgan - masalan, sinaptik retseptor yoki ligand bilan qoplangan kanal.

Transmembran potentsial farqining pasayishi sharoitida faollashtirish eshigining konformatsiyasi o'zgarganda ochiladigan kuchlanishga bog'liq ion kanalidan farqli o'laroq, ligandga bog'liq ion kanallari oqsilning peptid (retseptorlari) zanjirining o'zaro ta'sirida ochiladi (faollashadi). ligandli molekula, retseptorlari yuqori yaqinlikka ega bo'lgan modda (4-rasm).

Guruch. 4. Ligandga bog'liq ion kanali (nikotinga sezgir atsetilxolin retseptorlari - n-ChR): faol bo'lmagan; 6 - faollashtirilgan

Ligand eshikli ion kanallari odatda nerv hujayralarining postsinaptik membranalarida va ularning jarayonlarida, shuningdek mushak tolalarida lokalizatsiya qilinadi. Ligand eshikli ion kanallarining tipik misollari atsetilxolin (4-rasmga qarang), glutamat, aspartat, gamma-aminobutirik kislota, glisin va boshqa sinaptik neyrotransmitterlar tomonidan faollashtirilgan postsinaptik membrana kanallari. Odatda, kanal (retseptor) nomi tabiiy sharoitda uning ligand bo'lgan neyrotransmitter turini aks ettiradi. Shunday qilib, agar bu neyrotransmitter atsetilxolin ishlatiladigan nerv-mushak sinapsining kanallari bo'lsa, unda "atsetilxolin retseptorlari" atamasi ishlatiladi va agar u nikotinga ham sezgir bo'lsa, u nikotinga sezgir yoki oddiygina n-asetilxolin deb ataladi. retseptorlari (n-xolinergik retseptorlari).

Odatda, postsinaptik retseptorlar (kanallar) faqat bitta turdagi neyrotransmitter bilan tanlab bog'lanadi. O'zaro ta'sir qiluvchi retseptor va neyrotransmitterning turi va xususiyatlariga qarab, kanallar mineral ionlarga o'tkazuvchanligini tanlab o'zgartiradi, lekin ular qat'iy tanlangan kanallar emas. Masalan, ligandli kanallar o'tkazuvchanlikni Na+ va K+ kationlariga yoki K+ va CI+ anionlariga o'zgartirishi mumkin. Ligandlar bilan bog'lanishning bu selektivligi va ion o'tkazuvchanligining o'zgarishi makromolekulaning fazoviy tuzilishida genetik jihatdan mustahkamlangan.

Agar vositachi va ion kanalini tashkil etuvchi makromolekulaning retseptor qismining o'zaro ta'siri bevosita kanal o'tkazuvchanligining o'zgarishi bilan birga bo'lsa, u holda bir necha millisekundlarda bu postsinaptik membrananing mineral uchun o'tkazuvchanligining o'zgarishiga olib keladi. ionlari va postsinaptik potentsialning qiymati. Bunday kanallar tez deb ataladi va masalan, akso-dendritik qo'zg'atuvchi sinapslar va aksosomatik inhibitiv sinapslarning postsinaptik membranasida lokalizatsiya qilinadi.

Sekin ligandli ion kanallari mavjud. Tez kanallardan farqli o'laroq, ularning ochilishi neyrotransmitterning retseptor makromolekulasi bilan to'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'siri bilan emas, balki G proteinining faollashishi, uning GTP bilan o'zaro ta'siri, hujayra ichidagi uzatishda ikkilamchi xabarchilar darajasining oshishi bilan bog'liq hodisalar zanjiri orqali amalga oshiriladi. neyrotransmitter signalining, bu ion kanalini fosforlash orqali uning mineral ionlar uchun o'tkazuvchanligining o'zgarishiga va shunga mos ravishda postsinaptik potentsial qiymatining o'zgarishiga olib keladi. Barcha tasvirlangan voqealar zanjiri yuzlab millisekundlarda sodir bo'ladi. Biz bunday sekin ligandga bog'liq ion kanallarini yurak va silliq mushaklarni tartibga solish mexanizmlarini o'rganishda uchratamiz.

Maxsus tur - silliq mushak hujayralarining endoplazmatik retikulum membranalarida joylashgan kanallar. Ularning ligandlari hujayra ichidagi signal uzatishning ikkinchi xabarchisi, inositol tri-fosfat-IFZ.

Ion kanallari kuchlanish va ligandli ion kanallariga xos bo'lgan ma'lum strukturaviy va funktsional xususiyatlar bilan tavsiflanadi. Ular kuchlanishga sezgir bo'lmagan ion kanallari bo'lib, ularning eshik mexanizmining holati tsiklik nukleotidlar (cAMP va cGMP) tomonidan boshqariladi. Bunday holda, siklik nukleotidlar kanal hosil qiluvchi oqsil molekulasining hujayra ichidagi COOH terminali bilan bog'lanadi va kanalni faollashtiradi.

Ushbu kanallar kationlar uchun o'tkazuvchanlikning kamroq selektivligi va ikkinchisining bir-birining o'tkazuvchanligiga ta'sir qilish qobiliyati bilan tavsiflanadi. Shunday qilib, Ca 2+ ionlari hujayradan tashqari muhitdan faollashtirilgan kanallar orqali kirib, Na 2+ ionlari uchun kanallarning o'tkazuvchanligini bloklaydi. Bunday kanallarga misol sifatida retinaning rod-ion kanallari bo'lib, ularning Ca 2+ va Na 2+ ionlariga o'tkazuvchanligi cGMP darajasi bilan belgilanadi.

Ligand eshikli ion kanallari markaziy asab tizimidagi bir qator sensorli retseptorlardan signallarning sinaptik uzatilishini ta'minlaydigan membrana tuzilmalarida keng tarqalgan; asab tizimining sinapslarida signallarni uzatish; nerv sistemasi signallarining effektor hujayralarga uzatilishi.

Asab tizimidan ko'plab effektor organlarga buyruqlarning to'g'ridan-to'g'ri uzatilishi postsinaptik membranalarda ligand bilan o'ralgan ion kanallarini faollashtiradigan neyrotransmitterlar yordamida amalga oshirilishi allaqachon qayd etilgan. Biroq, ularning ligandlari (agonistlar yoki antagonistlar) ba'zi hollarda dorivor moddalar sifatida ishlatiladigan ekzogen tabiatli moddalar bo'lishi mumkin.

Masalan, tuzilishi jihatidan apetilxolin neyrotransmitteriga o'xshash diplatsin moddasi organizmga kiritilgandan so'ng, nerv-mushak sinapslarida nerv impulslarini nerv tolalaridan mushaklarga o'tkazishni to'xtatuvchi ligandga bog'liq ion kanallarining uzoq vaqt ochilishi sodir bo'ladi. . Tananing skelet mushaklarining bo'shashishi yuzaga keladi, bu murakkab jarrohlik operatsiyalari paytida zarur bo'lishi mumkin. Diplatsin va ligand bilan bog'langan ion kanallarining holatini o'zgartira oladigan va nerv-mushak sinapslarida signal uzatilishini bloklaydigan boshqa moddalar mushak gevşetici deb ataladi.

Guruch. 5. Bir-biriga chambarchas bog'langan ikkita hujayra orasidagi bo'shliq kanallari

Tibbiy amaliyotda turli to'qimalar hujayralarining ligandga bog'liq ion kanallari holatiga ta'sir qiluvchi ko'plab boshqa dorivor moddalar qo'llaniladi.

Hujayra bo'shlig'i (qattiq) birikma kanallari

Bo'shliq birlashma kanallari bir-biriga juda yaqin joylashgan ikkita qo'shni hujayralar o'rtasidagi aloqa sohasida hosil bo'ladi. Har bir aloqa qiluvchi hujayra membranasida konneksinlar deb ataladigan oltita oqsil bo'linmasi olti burchakli tuzilishni hosil qiladi, uning markazida g'ovak yoki ion kanali - konnekson hosil bo'ladi (5-rasm).

Qo'shni hujayraning membranasidagi aloqa nuqtasida oyna tuzilishi hosil bo'ladi va ular orasidagi ion kanali umumiy bo'ladi. Bunday ion kanallari orqali turli mineral ionlar, jumladan Ca 2+ ionlari, shuningdek, past molekulyar og'irlikdagi organik moddalar hujayradan hujayraga o'tishi mumkin. Hujayralarning bo'shliqlari kanallari miyokard, silliq mushaklar, ko'zning to'r pardasi va asab tizimining hujayralari o'rtasida ma'lumot uzatishni ta'minlaydi.

Natriy kanallari

Tananing hujayralarida kuchlanishga bog'liq, kuchlanishdan mustaqil (ligandga bog'liq, mexanosensitiv, passiv va boshqalar) natriy kanallari keng tarqalgan.

Voltajli natriy kanallari

Ular kanalni tashkil etuvchi bitta a-kichik birlikdan va natriy kanallarining ion o'tkazuvchanligi va inaktivatsiya kinetikasini modulyatsiya qiluvchi ikkita b-subbirlikdan iborat (6-rasm).

Guruch. 6. Voltajli natriy kanalining a-kichik birligining ikki o'lchovli tuzilishi. Matndagi tavsif

Shakldan ko'rinib turibdiki. 6, a-kichik birlik aminokislotalar halqalari bilan bog'langan oltita spiral transmembran segmentidan iborat bir xil turdagi to'rtta domen bilan ifodalanadi. 5 va 6-chi segmentlarni bog'laydigan halqalar kanal g'ovaklarini o'rab oladi va 4-segmentda musbat zaryadlangan aminokislotalar mavjud bo'lib, ular membranadagi potentsial farqning sensori bo'lib, transmembran potentsialidagi siljishlar paytida eshik mexanizmining holatini nazorat qiladi.

Voltajli natriy kanallarida ikkita eshik mexanizmi mavjud, ulardan biri - faollashtirish (4-segment ishtirokida) membrana depolarizatsiyasida kanalning ochilishini (faollashishini) ta'minlaydi, ikkinchisi (hujayra ichidagi halqa ishtirokida) 3 va 4-domenlar o'rtasida) - membranani qayta zaryadlashda uning inaktivatsiyasi. Ushbu mexanizmlarning ikkalasi ham kanal eshigining o'rnini tez o'zgartirganligi sababli, kuchlanish bilan bog'langan natriy kanallari tez ion kanallari bo'lib, qo'zg'aluvchan to'qimalarda ta'sir potentsiallarini yaratish va ularni nerv va mushak tolalari membranalari orqali o'tkazish uchun juda muhimdir.

Ushbu kanallar neyronlarning akson tepaligining sitoplazmatik membranalarida, dendritlar va aksonlarda, nerv-mushak sinapsining perisinaptik mintaqasi membranasida, chiziqli mushaklar tolalari sarkolemmasida va kontraktil miyokardda joylashgan. Ushbu tuzilmalarda natriy kanallarining tarqalish zichligi boshqacha. Miyelinli nerv tolalarida ular asosan Ranvier tugunlari hududida to'plangan bo'lib, ularning zichligi har kvadrat mikron maydonga taxminan 10 000 kanalga etadi va miyelinsiz tolalarda kanallar bir kvadratga taxminan 20 kanal zichligi bilan tengroq taqsimlanadi. mikron maydoni. Bu kanallar nerv hujayralari tanasining membranalarining tuzilishida, bevosita sezgi retseptorlarini hosil qiluvchi nerv uchlari membranasida va effektor hujayralarning postsinaptik membranalarida deyarli yo'q.

Voltajga bog'langan natriy kanallari orasida to'qqizdan ortiq kichik tiplar allaqachon ajralib turadi, ular a-subbirliklarning xususiyatlarida farqlanadi, o'ziga xos to'qimalarga tegishli bo'lib, blokerlarning ta'siriga turli xil sezgirlik bilan farqlanadi. Masalan, sintezi SCN4A geni tomonidan boshqariladigan kanal hosil qiluvchi oqsildan hosil bo'lgan kanalning kichik turi to'liq differentsiatsiyalangan va innervatsiya qilingan skelet mushaklarining sarkolemmasida mavjud va uning blokerlari tetrodotoksin, saksitoksin va c-konotoksinlardir. Aksariyat hollarda a-subbirliklar tetrodotoksin ta'siriga sezgir bo'lib, ular mikromolyar konsentratsiyalarda teshiklarni va shu bilan natriy kanallariga kirishni bloklaydi.

Natriy kanallarining toksinlari ularning inaktivatsiyasi tezligini sekinlashtirishi ma'lum. Masalan, dengiz anemon toksini (ATX) va chayon a-toksini (ScTX) 4-segmentning S3-S4 halqasining aminokislota qoldiqlari bilan bog'lanib, inaktivatsiyaning kechikishiga olib keladi.

Moddalar chaqiriladi anestetiklar (novokain, dikain, lidokain, sovkain, prokain) va boshq.). Natriy kanallarini to'sib qo'yganda behushlik afferent nerv tolalarida nerv impulslarini hosil qilish imkoniyatini yo'q qilish va shu bilan sensorli og'riq retseptorlaridan markaziy asab tizimiga signallarni uzatishni blokirovka qilish orqali erishiladi.

Natriy kanallarining tuzilishidagi o'zgarishlar bir qator kasalliklarning rivojlanishiga olib kelishi mumkinligi aniqlandi. Masalan, SCNlb geni tomonidan boshqariladigan kanal strukturasining o'zgarishi epilepsiyaning umumlashtirilgan shakllari va tana haroratining oshishi bilan tutilishlar (febril tutmalar) rivojlanishiga olib keladi.

Ko'pgina mikroorganizmlar inson tanasida toksinlarni hosil qiladi - ta'sirlangan hujayralardagi ion kanallarini to'sib qo'yadigan moddalar, bu ion balansidagi nomutanosiblik va hujayra o'limi bilan birga bo'lishi mumkin. Boshqa mikroorganizmlar, aksincha, hujayra membranasida ion kanallarini hosil qilish uchun o'zlarining toksinlari (perforinlar) dan foydalanadilar. Xususan, odamda o'ta xavfli infektsiyani keltirib chiqaradigan kuydirgi tayoqchasining toksini hujayraga hujum qiladi va uning membranasida yangi teshiklar (kanallar) hosil qiladi, ular orqali boshqa toksinlar hujayra ichiga kiradi. Ushbu toksinlarning ta'siri hujumga uchragan hujayralarning o'limiga va ushbu kasallikda yuqori o'limga olib keladi. Olimlar fazoviy tuzilishi bo‘yicha hosil bo‘lgan kanal shakliga yaqin bo‘lgan b-siklodekstrin moddasini sintez qilishdi. Bu modda mikroorganizmning toksinidan hosil bo‘lgan kanallarni to‘sib qo‘yadi, toksinlarning hujayralarga kirib borishini oldini oladi va kuydirgi bilan kasallangan tajriba hayvonlarini o‘limdan qutqaradi.

Voltajga bog'liq bo'lmagan natriy kanallari

Ligandli natriy kanallari. Ularning umumiy tuzilishi va xossalari yuqorida ligandli ion kanallari tavsifida muhokama qilingan. Ushbu turdagi natriy kanallari organizmda nerv-mushak sinapsining postsinaptik membranasining nikotinga sezgir xolinergik retseptorlarining natriy kanallari, markaziy asab tizimining neyronlararo sinapslari va avtonom nerv sistemasi (preganglionik va ganglionik neyronlar) bilan keng tarqalgan. Ligand bilan o'ralgan natriy kanallari markaziy asab tizimining boshqa qo'zg'atuvchi (glutamat va aspartatergik) sinapslarining postsinaptik membranalarida joylashgan. Ular sinapslarda qo'zg'atuvchi postsinaptik potentsialni yaratishda va neyronlar va neyronlar va effektor hujayralar o'rtasida signallarni uzatishda hal qiluvchi rol o'ynaydi.

Postsinaptik membrananing ligandli natriy kanallari qat'iy selektiv emas va bir vaqtning o'zida bir nechta ionlarga: natriy va kaliy, natriy va kaltsiyga o'tishi mumkin.

Ikkinchi xabarchilar tomonidan o'rnatilgan kuchlanishdan mustaqil natriy kanallari. Ushbu natriy kanallarining holatini cGMP (fotoretseptorlar), cAMP (hid bilish retseptorlari) va G oqsili subbirliklari (miokard) tomonidan nazorat qilish mumkin.

Mexanik sezgir natriy kanallari. Qon tomirlari devorlarining mexanoreseptorlari, yurak, ichi bo'sh a'zolar, yo'l-yo'l muskullar proprioretseptorlari va silliq miotsitlar membranasida mavjud. Ularning sezgi retseptorlarida ishtirok etishi bilan mexanik ta'sir energiyasi potentsial farqning tebranishiga - retseptor potentsialiga aylanadi.

Passiv natriyli arqonlar. Qo'zg'aluvchan hujayralarning sitoplazmatik membranalarida mavjud. Bu kanallarning Na+ ionlari uchun o‘tkazuvchanligi kichik, lekin ular orqali Na ionlari hujayradan tashqari bo‘shliqlardan hujayralarga kontsentratsiya gradienti bo‘ylab tarqaladi va membranani biroz depolarizatsiya qiladi. Silliq miotsitlar sitoplazmatik membranasining natriy kanallari ko'proq o'tkazuvchandir. Ular uni yo'l-yo'l mushaklari miyositlari membranasiga qaraganda (taxminan 90 mV dam olish potentsiali) ko'proq miqdorda (dam olish potentsiali taxminan 50 mV) depolarizatsiya qiladilar. Shunday qilib, passiv natriy kanallari dam olish membranasi potentsialini shakllantirishda ishtirok etadi.

Natriy almashinuvchilari. Natriy-kaltsiy almashinuvchisi yoki natriy-kaltsiy almashinuvchisi ilgari tasvirlangan va kontraktil kardiomiotsitlardan kaltsiy ionlarini olib tashlashda muhim rol o'ynaydi.

Natriy proton almashinuvchisi. Bu hujayra ichiga kiradigan natriy ionlari evaziga hujayra ichidagi bo'shliqlardan vodorod protonlarini olib tashlaydigan kanal hosil qiluvchi oqsilning maxsus turi. Hujayradagi pH pasayganda protonlarni olib tashlash faollashadi.

Natriy almashinuv kanallarini tashkil etuvchi oqsillarning sintezi NAH1 -NAH5 deb nomlangan beshta gen tomonidan boshqariladi.

Kaliy kanallari

Voltajga bog'langan va kuchlanishga sezgir bo'lmagan kaliy kanallari mavjud. Ikkinchisi orasida passiv, ligandga bog'liq va boshqa turdagi kaliy kanallari ajralib turadi. Qoida tariqasida, kaliy kanallari natriy kanallarini o'z ichiga olgan bir xil hujayralar va to'qimalarning membranalarida joylashgan. Ushbu ion kanallarining joylashuvidagi bunday parallellikning sabablaridan biri shundaki, Na+ va K+ ionlari eng muhim kationlar bo'lib, ularning taqsimlanishi va harakatining tabiati eng muhim shakllardan biri sifatida elektr potentsiallarining paydo bo'lishi va o'zgarishini belgilaydi. tanadagi axborot signallarining uzatilishi.

Kaliy ion kanallarining butun super oilasi mavjud bo'lib, ular kanallarning strukturaviy xususiyatlari, lokalizatsiyasi va xususiyatlariga ko'ra alohida oilalarga, turlarga va kichik tiplarga bo'linadi. O'ndan ortiq kaliy kanallari tavsiflangan va ularning batafsil tavsiflarini berish mumkin emas. Shuning uchun, misol sifatida, asosan signal yo'llari va asab va mushak jarayonlarini boshqarish mexanizmlari bilan bog'liq bo'lgan ion kanallari oilalari va turlarining tavsifi beriladi.

Passiv kaliy kanallari

Ma'lumki, tinch holatda qo'zg'aluvchan hujayralar membranalari K ionlari uchun nisbatan o'tkazuvchan va Na+ ionlari uchun yomon o'tkazuvchan bo'ladi. Transmembran elektr toklarining tashuvchilari ionlar bo'lganligi sababli, hujayra membranasidan o'tadigan elektr tokini o'lchash orqali ion kanallarining holatini baholash mumkin. Ma'lum bo'lishicha, K ionlarining hujayradan konsentratsiya gradienti bo'ylab tarqalishi natijasida hosil bo'lgan transmembran elektr toki ikki pikoamper atrofida bo'lib, pulsatsiyalanuvchi xususiyatga ega va pulsatsiyaning o'rtacha davomiyligi bir necha millisekundlarga teng. Bu kuzatishdan shunday xulosaga kelindiki, dam oluvchi hujayradagi kaliy kanallari o‘z-o‘zidan ochilishi va yopilishi, ular orqali K ionlarining hujayradan tarqalishi va membranada tinch potentsial hosil bo‘lishi uchun sharoit yaratib beradi.

Voltajli kaliy kanallari

Qo'zg'aluvchan to'qimalarning hujayra membranalarida kuchlanish bilan bog'langan kaliy kanallarining mavjudligi ularning faollashuv kinetikasi kuchlanish bilan bog'langan natriy kanallarinikidan farq qilishi va bundan tashqari, ular boshqa blokerlar tomonidan tanlab bloklanganligi aniqlangandan keyin ma'lum bo'ldi. Hujayra membranasi kritik darajaga qadar depolarizatsiyalanganda kaliy kanallari xuddi natriy kanallari kabi faollashadi, lekin shu bilan birga K+ ionlarining hujayradan chiqish tezligi Na+ ning kirish tezligidan ancha sekinroq oshadi. ionlar hujayra ichiga kiradi.

Kaliy kanalining selektiv filtri natriy kanallarida o'xshash filtrning tashqi joylashuvidan farqli o'laroq, teshik og'zining ichki qismida joylashgan (7-rasm). Bu kanallarning Na+ va K+ kationlari va turli o'ziga xos blokerlar - tetrodotoksin (natriy uchun) va tetraetilamoniy (kaliy uchun) ga nisbatan selektivligi mavjudligi bu kanallarning turli tuzilishidan dalolat beradi.

Voltajli kaliy kanallari tetramerlar bo'lib, markazda g'ovak hosil qiluvchi to'rtta bo'linmadan iborat.

Voltajga bog'langan kaliy kanallari qo'zg'aluvchan va qo'zg'almaydigan hujayralarning membranalarida lokalizatsiya qilinadi. Ular membrana potentsialining uning depolarizatsiyasidan keyin tiklanish (repolyarizatsiya) tezligida va shu tariqa harakat potentsiallarini hosil qilish shakli va chastotasini boshqarishda muhim rol o'ynaydi. Sekin kaliy kanallari traetilamonium, 4-aminopiridin, fensiklidin va 9-aminoakridin tomonidan bloklanadi.

Guruch. 7. Kaliy kanali: a - chap - a-kichik birlikning ikki o'lchovli tuzilishi; o'ng tomonda kanalning diagrammasi; b — sitoplazmatik membranadagi kaliy kanallarining elektron difraksiyasi diagrammasi.

Sekin kaliy kanallari bilan bir qatorda, tezkor kuchlanish bilan bog'langan kaliy kanallari tasvirlangan, ularning ochilish kinetikasi tez kuchlanishli natriy kanallarinikiga o'xshaydi. Bu kaliy kanallari depolarizatsiyadan so'ng tez ochiladi, so'ngra butunlay inaktivlanadi va ularning qayta faollashishi nafaqat membrananing repolyarizatsiyasini, balki bir muddat giperpolyarizatsiyani talab qiladi.

Kanal hosil qiluvchi molekulalarning sintezi va yig'ilishini kodlovchi genlarning nomlariga ko'ra, KCN A, B, C, E subtiplari bo'lgan oltita KCN turi va KCNQ ion kanallarining bir oilasi ajratiladi. Oxirgi oilaning kanallari miyokardda ifodalangan.

Ligand bilan o'ralgan kaliy kanallari

Ular turli ligandlarning ta'siriga sezgir bo'lgan ko'p sonli kanallar bilan ifodalanadi.

Ko'p sonli ligandli kaliy kanallarining bir turi bu muskaringa sezgir atsetilxolin retseptorlari bilan bog'langan kanaldir. Bu kanallar atsetilxolin tomonidan faollashtiriladi. Kanallar bradikinin va bariy ionlari tomonidan bloklanishi mumkin. Ushbu kanallarning ikkita kichik turi mavjud: muskarin bilan faollashtirilganlar va u tomonidan faollashtirilganlar. Ikkinchisi yurak stimulyatori hujayralarida lokalizatsiya qilinadi.

Ligandga bog'liq kaliy kanalining xususiyatlari neyromuskulyar sinapsning postsinaptik membranasining kanallar va nikotinga sezgir atsetilxolin retseptorlari xususiyatlarini birlashtirgan selektiv bo'lmagan kuchlanishga bog'liq bo'lmagan kation kanallariga ega. Kanal hosil qiluvchi oqsil atsetilxolin bilan o'zaro ta'sirlashganda, bu selektiv bo'lmagan kanal ochiladi, bu orqali Na+ ionlari mushak hujayrasiga kiradi va K ionlari undan chiqadi. Bu ionlarning harakat tezligining har xilligi postsinaptik membrananing depolarizatsiyasini yuzaga kelishini ta'minlaydi, bu esa bevosita shu membranada harakat potentsialiga aylanmaydi.

ATP ta'sirida inhibe qilingan va faollashtirilgan ATPga sezgir kaliy kanallari aniqlangan.

Kaliy kanallarining alohida oilasi kirish rektifikator kaliy kanallari (eshiklari) yoki kirish rektifikatorlaridan iborat. (ichkarigatuzatish; ichkarigarektifikator). To'g'rilash kaliy kanali eshigi mexanizmida kuchlanish sensori yo'q. Ushbu kanallarning funktsional ahamiyati ularning yurak stimulyatori hujayralari, mushak hujayralari va neyronlarning qo'zg'aluvchanligiga ta'siridadir.

Kiruvchi kaliy kanallarini to'g'rilash oilasi, ularni kodlaydigan genlarning nomlariga ko'ra, 15 dan ortiq turlarga bo'linadi. Kirish kaliy kanallarini va, xususan, KCNJ 3, 5, 6 va 9 kanallarini (boshqa nomi Kir kanallari) to'g'rilashning o'ziga xos ahamiyatiga misol sifatida ushbu kanallarni G bilan bog'lash orqali yurak urish tezligini tartibga solishdagi o'ziga xos roli bo'lishi mumkin. hujayralarning oqsil va muskaringa sezgir atsetilxolin retseptorlari - yurak stimulyatori.

Voltajga sezgir bo'lmagan natriy bilan faollashtirilgan kaliy kanallari ma'lum.

Oshqozon osti bezi orollarining b-hujayralarida mavjud bo'lgan va ulardagi glyukoza sensori vazifasini bajaradigan, pH o'zgarishiga sezgir bo'lgan maxsus kuchlanishga sezgir bo'lmagan kaliy kanallari tasvirlangan. Kaliy kanallari hujayra hajmidagi o'zgarishlarga ham sezgir ekanligi ma'lum.

Kaltsiy kanallari

Kaltsiy kanallari oilasi asab va mushak to'qimalarining hujayralarida keng tarqalgan. Ularni lokalizatsiya qilishning asosiy joylari - mushaklarning sarkoplazmatik va endoplazmatik retikulumining presinaptik terminallari membranalari, kardiomiotsitlar sarkolemmasi va boshqa to'qimalar hujayralari membranalari.

O'tkazuvchanlikni nazorat qilish usullariga ko'ra, kaltsiy kanallari kuchlanishga bog'liq, passiv, ligandga bog'liq, mexanik sezgir va boshqalarga bo'linadi.

Kaltsiy kanallari inaktivatsiya tezligiga ko'ra T tipidagi kanallarga bo'linadi ( vaqtinchalik- vaqtinchalik), L tipidagi (sekin). To'qimalarga mansubligiga va toksinlarga sezgirligiga qarab, B tipidagi kanallar ajralib turadi. (miya- miya), N-tipi (neyronal- neyronal), P-tipi (purkinjehujayra- Purkinje hujayrasi) va R-tipi (toksinlarga chidamli).

Voltajli kaltsiy kanallari

Ular odatda a1, a2, b, y va d besh subbirlikdan tashkil topgan oligomerik oqsil tomonidan hosil bo'ladi. Ion kanalining o'zi aminokislotalar tarkibi va tuzilishida kuchlanish bilan bog'langan natriy va kaliy kanallarining o'xshash bo'linmasi bilan yuqori darajada o'xshashlik darajasiga ega bo'lgan a-kichik birlik tomonidan hosil bo'ladi (6-rasm, 7-rasmga qarang).

Voltajga bog'langan kaltsiy kanali Ca 2+ ionlari uchun tanlab o'tkazuvchandir. Selektivlik selektiv filtrni tashkil etuvchi gözenek mavjudligi bilan ta'minlanadi.

Vaqt bo'ldi a 1 bo'linmasining segmentlari tomonidan hosil qilingan, shuning uchun uning tuzilishining bir valentli kation kanallari bilan o'xshashligini hisobga olsak, kaltsiy kanali Na+ va K+ ionlarini o'tkazuvchan bo'lishi kerak. Bu xususiyat aslida kaltsiy hujayradan tashqari muhitdan chiqarilganda paydo bo'ladi.

Tabiiy sharoitda, kanalda kaltsiyga nisbatan selektivlik kanal g'ovaklarida ikkita kaltsiyni bog'lash joyining mavjudligi bilan ta'minlanadi. Ulardan biri glutamat qoldiqlari guruhi tomonidan hosil bo'ladi va past kaltsiy konsentratsiyasida u kanal g'ovaklarining bu joyiga kuchli bog'lanadi va kaltsiy uchun kanal zaif o'tkazuvchan bo'ladi. Kaltsiy konsentratsiyasi oshgani sayin, kaltsiyning ikkinchi bog'lanish joyini egallash ehtimoli ortadi; Ca 2+ ionlari orasidagi hosil bo'lgan elektrostatik itarilish kuchlari ionlarning bog'lanish joylarida qolish vaqtini sezilarli darajada kamaytiradi. Chiqarilgan kaltsiy faollashtirilgan kanal orqali hujayra ichiga elektrokimyoviy gradient bo'ylab tarqaladi.

Voltajli kaltsiy kanallari ular faollashtirilgan potentsial farq siljishlarining chegara qiymatlarida farqlanadi. T tipidagi kanallar membranadagi kichik kuchlanish siljishlari bilan faollashadi, L- va P-tiplari ularning faollashishiga olib keladigan yuqori kuchlanishli siljish chegaralari bilan tavsiflanadi.

Voltajli kaltsiy kanallari organizmdagi bir qator hayotiy jarayonlarda muhim rol o'ynaydi. Ularning faollashishi va kaltsiyning presinaptik terminalga kirishi sinaptik signalni uzatish uchun zarurdir.

Kaltsiyning kaltsiy kanallari orqali yurak stimulyatori hujayrasiga kirishi yurak stimulyatori hujayralarida harakat potentsiallarini yaratish va uning ritmik qisqarishini ta'minlash uchun zarurdir. Voltajga bog'liq kaltsiy kanallari miyokard tolalari, skelet mushaklari, qon tomirlari va ichki organlarning silliq miotsitlari sarkoplazmasiga kaltsiy oqimini tartibga soladi, ularning boshlanishi, tezligi, kuchi, qisqarish davomiyligi va shu bilan harakatlanishini, nasos funktsiyasini nazorat qiladi. yurak, qon bosimi, nafas olish va tanadagi boshqa ko'plab jarayonlar.

Passiv kaltsiy kanallari

Silliq miotsitlarning sitoplazmatik membranalarida joylashgan. Ular tinch holatda kaltsiyni o'tkazuvchan bo'lib, kaltsiy K+ va Na+ ionlari bilan birga silliq miotsitlarning transmembran potentsial farqini yoki dam olish potentsialini yaratishda ishtirok etadi. Bu kanallar orqali silliq miotsitga kiradigan kaltsiy endoplazmatik retikulumdagi uning zahiralarini to'ldirish manbai bo'lib, hujayra ichidagi signallarni uzatishda ikkilamchi xabarchi sifatida ishlatiladi.

Dam oluvchi kaltsiy bo'shliq kanallari orqali hujayradan hujayraga o'tishi mumkin. Bu kanallar kaltsiy uchun selektiv emas va ular orqali boshqa ionlar va kichik molekulyar og'irlikdagi organik moddalarning hujayralararo almashinuvi bir vaqtning o'zida sodir bo'lishi mumkin. Bo'shliq kanallari orqali hujayralarga kiradigan kaltsiy miyokard, bachadon, ichki organlar sfinkterlarining qo'zg'alishi, qisqarishini boshlash va sinxronlashtirishda, qon tomir tonusini saqlashda muhim rol o'ynaydi.

Ligand bilan o'ralgan kaltsiy kanallari

Miyokard va silliq mushaklar qisqarishini qo'zg'atish va tartibga solish mexanizmlarini o'rganishda ular miyositlarga hujayradan tashqari muhitdan ham, uning hujayra ichidagi do'konlaridan ham kaltsiy etkazib berishga bog'liq ekanligi ma'lum bo'ldi. Bunday holda, kaltsiyning sarkoplazmaga kirishi sarkolemmadagi potentsial farqning o'zgarishi va kuchlanishga bog'liq kaltsiy kanallarining faollashishi va (yoki) sarkoplazmatik retikulum membranasida bir qator signalizatsiya molekulalarining ta'siri bilan boshqarilishi mumkin. .

Ligand eshikli kaltsiy kanallari silliq miotsitlarning sitoplazmatik membranalarida lokalizatsiya qilingan. Ularning retseptorlari ligandlari gormonlar bo'lishi mumkin: vazopressin, oksitotsin, adrenalin; neyrotransmitter norepinefrin; signalizatsiya molekulalari: angiotensin 2, endoteliy 1 va boshqa moddalar. Ligandning retseptor bilan bog'lanishi kaltsiy kanalining faollashishi va hujayradan tashqari muhitdan kaltsiyning hujayraga kirishi bilan birga keladi.

Kardiomiotsitlarda mushaklarning qisqarishini boshlash uchun dastlab T tipidagi, so'ngra L tipidagi kuchlanish bilan bog'langan kaltsiy kanallarini faollashtirish kerak, ularning ochilishi hujayra ichiga Ca 2+ ionlarining ma'lum miqdorini kiritishni ta'minlaydi. . Hujayra ichiga kiradigan kaltsiy kardiomiotsitning sarkoplazmatik retikulum membranasiga o'rnatilgan kanal hosil qiluvchi oqsil bo'lgan ryanodin retseptorini (RYR) faollashtiradi. Kanalning faollashishi natijasida uning kaltsiyga o'tkazuvchanligi oshadi va ikkinchisi konsentratsiya gradienti bo'ylab sarkoplazmaga tarqaladi. Shunday qilib, Ca 2+ ionlari rianodin retseptorlarini va shu bilan kaltsiy kanallarini faollashtiradigan bir turdagi ligandlar sifatida ishlaydi. Natijada hujayradan tashqari kaltsiy hujayra ichiga kirib, uning asosiy hujayra ichidagi omboridan kaltsiyni chiqarish uchun tetik bo'lib xizmat qiladi.

Kaltsiy kanallari bir vaqtning o'zida sitoplazmatik membranadagi potentsial farqlarning o'zgarishiga va ligandlarning ta'siriga sezgir bo'lishi mumkin. Misol uchun, L tipidagi kuchlanishli kaltsiy kanallari dihidropiridin (nifedipin), fenilalkilaminlar (verapamil) va benzotiazepinlarga (diltiazem) sezgir. Ushbu turdagi kanal ko'pincha dihidropiridin retseptorlari deb ataladi. Bu nom L-kaltsiy kanalining ligand bilan bog'langanligini ko'rsatadi, garchi aslida u kuchlanish bilan bog'langan kanaldir.

P-tipli kanallar konogoksinlar va boshqa turdagi kaltsiy kanallari sezgir bo'lgan dorilar ta'siriga chidamli.

Voltajga bog'langan kaltsiy kanallarining a1 bo'linmalarining funktsional xususiyatlarini ularning fosforlanishi bilan modulyatsiya qilish mumkin va shu bilan kaltsiy kanallarining ion o'tkazuvchanligi holati, masalan, miyokardda tartibga solinishi mumkin.

Ligandli kaltsiy ion kanallarining maxsus turi silliq mushak hujayralarining endoplazmatik retikulum membranalarida lokalizatsiya qilingan kanallar bo'lib, ularning o'tkazuvchanlik holati ikkilamchi xabarchining hujayra ichidagi darajasi IPG tomonidan boshqariladi. Ushbu kanallardan misol tariqasida biz maqsadli silliq mushak hujayrasi plazma membranasining retseptorini faollashtirgan hujayradan tashqari signalizatsiya molekulasi-agonisti hujayra ichidagi signal uzatishning inositol fosfat yo'lini yoqadigan holatga duch kelamiz. IPE ning ta'siri, hujayra organellasining membranasida keyingi kanal hosil qiluvchi oqsilni faollashtiradi. Signal uzatish hodisalarining butun zanjiri hujayra ichidagi do'konlardan Ca 2+ ionlarining chiqarilishi bilan tugaydi, ular silliq mushak hujayralari qisqarishining molekulyar mexanizmini ishga tushiradi va boshqaradi.

Mexanik sezgir kaltsiy kanallari

Ular qon tomirlari devorlarining silliq miotsitlarining plazma membranasida, ichki organlarning miyoitlarida, qon tomir endoteliysida va bronxial epiteliyda lokalizatsiya qilinadi. Ushbu kanallar glikoprotein mexanoreseptorlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Mexanik stressga javoban (masalan, qon bosimi bilan tomir devorining cho'zilishi) Ca 2+ ionlarining o'tkazuvchanligi ortadi. Mexanosensial kanallar yuqori selektivlikka ega emas va bir vaqtning o'zida bir qancha kationlar uchun o'tkazuvchanligini o'zgartiradi. Kaltsiy va natriyning silliq mushak hujayrasiga kirishi uning membranasining depolarizatsiyasiga, kuchlanish bilan bog'langan kaltsiy kanallarining ochilishiga, kaltsiyning kirib borishining ko'payishiga va silliq miotsitning qisqarishiga olib keladi.

Ushbu hodisalar qon tomir tonusini moslashtirish va qon oqimini tomirlardagi qon bosimi va qon oqimi tezligining o'zgaruvchan qiymatlariga (miyogen regulyatsiya) moslashtirish mexanizmining bir qismini tashkil qiladi. Bundan tashqari, mexanosensial kaltsiy kanallari qon bosimining uzoq vaqt davomida ko'tarilishi paytida qon tomirlarining stress-relaksatsiya mexanizmlarini amalga oshirishda ishtirok etadi.

Xlor kanallari

Xlorid kanallari ko'pchilik hujayralarning plazma membranalarida mavjud. Ular tinch hujayradagi transmembran potentsial farqini va hujayralarning funksional faolligi o'zgarganda uning siljishini saqlashda muhim rol o'ynaydi. Xlorid kanallari hujayra hajmini tartibga solishda, moddalarni transepitelial tashishda va sekretor hujayralar tomonidan suyuqlik sekretsiyasida ishtirok etadi.

Faollashtirish mexanizmlariga ko'ra, xlor kanallarining uchta superfamiliyasi ajratiladi: kuchlanishli, ligandli va boshqa kuchlanishga sezgir bo'lmagan xlor kanallari.

Potentsial bog'liq xlorid kanallari. Qo'zg'aluvchan va epiteliya hujayralarining membranalarida lokalizatsiya qilinadi. Ushbu kanallarning o'tkazuvchanlik holati transmembran potentsial farqining kattaligi bilan boshqariladi.

Xlorid kanallarining potentsialga bog'liq o'tkazuvchanligi turli to'qimalarda farq qiladi. Shunday qilib, aksonal membranada xlorid kanallari o'tkazuvchanligining potentsial farqga bog'liqligi ahamiyatsiz va qo'zg'alish paytida harakat potentsialining kattaligi o'zgarishiga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi, skelet mushaklarida esa xlor kanallarining o'tkazuvchanligiga bog'liqligi. yuqoriroqdir.

CLC1 kanali skelet mushaklarining sarkolemmal mushak tolasining xlorid kanallarining tipik vakili hisoblanadi. Kanal dam olishda transmembran kuchlanishidagi o'zgarishlarning barcha diapazonida o'tkazuvchanlikni namoyon qiladi, depolarizatsiya paytida faollashadi va membrana giperpolyarizatsiyasida faolsizlanadi.

Ligandli xlorid kanallari. Asosan asab to'qimalarida ifodalangan. Ushbu xlorid kanallarining o'tkazuvchanlik holati asosan hujayradan tashqari ligandlar tomonidan nazorat qilinadi, lekin ular hujayra ichidagi kaltsiy kontsentratsiyasiga sezgir bo'lishi va G oqsillari va cAMP tomonidan faollashishi mumkin. Ushbu turdagi kanallar postsinaptik membranalarda keng tarqalgan va postsinaptik inhibisyonni amalga oshirish uchun ishlatiladi. Kanal o'tkazuvchanligi holati kanallarni ligandlar - inhibitiv neyrotransmitterlar (g-aminobutirik kislota va glitsin) bilan faollashtirish orqali boshqariladi.

Voltajga sezgir bo'lmagan xlor kanallari. Passiv xlorid kanallari, ATPga sezgir kanallar va interstitsial fibroz transmembran o'tkazuvchanligi regulyatorini o'z ichiga oladi. (kistlifibroztransmembrano'tkazuvchanlikregulyator- CFTR).

Ko'rinishidan, CFTR xlor kanalining o'zi va maxsus tartibga soluvchi domen (P-domen) bilan ifodalangan tartibga soluvchi kanaldan iborat. Ushbu kanallarning ion o'tkazuvchanligini tartibga solish cAMP-ga bog'liq bo'lgan protein kinaz tomonidan tartibga soluvchi sohaning fosforlanishi orqali amalga oshiriladi. Ushbu kanalning tuzilishi va funktsiyasining buzilishi ko'plab to'qimalarning disfunktsiyasi bilan birga keladigan jiddiy kasallikning rivojlanishiga olib keladi - interstitsial fibroz.

Aquaporinlar

Aquaporinlar(latdan. suv- suv, yunon porus- kanal, g'ovak) - suv kanallarini hosil qiluvchi va transmembran suv o'tkazilishini ta'minlaydigan oqsillar. Aquaporinlar integral, tetramerik membrana oqsillari bo'lib, ularning monomeri taxminan 30 kDa massaga ega. Shunday qilib, har bir akvaporin to'rtta suv kanalini hosil qiladi (8-rasm).

Ushbu kanallarning o'ziga xos xususiyati shundaki, ulardagi suv molekulalari izosmotik sharoitda harakatlanishi mumkin, ya'ni. ular osmotik gradientning kuchlari ta'sirida bo'lmaganda. AQP qisqartmasi aquaporinlarga murojaat qilish uchun ishlatiladi. Akvaporinlarning bir qancha turlari ajratilgan va tavsiflangan: AQP1 - buyrak proksimal kanalchalarining epiteliy membranalarida, Henle halqasining tushuvchi a'zosi; qon tomirlarining endoteliy va silliq miotsitlari membranalarida, shishasimon tananing tuzilmalarida; AQP2 - yig'uvchi kanallar epiteliysining membranalarida. Ushbu akvaporin antidiuretik gormon ta'siriga sezgir ekanligi aniqlandi va shu asosda uni ligand bilan qoplangan suv kanali deb hisoblash mumkin. Ushbu aquaporinning sintezini boshqaradigan genning ifodasi antidiuretik gormon bilan tartibga solinadi; AQP3 shox parda hujayralari membranalarida joylashgan; AQP4 - miya hujayralarida.

Guruch. 8. AQP1 suv kanalining tuzilishi: a - kanalni tashkil etuvchi peptid zanjirlari; b - yig'ilgan kanal: A, B, C, D, E - oqsil zanjirining bo'limlari

Ma'lum bo'lishicha, AQP1 va AQP4 miya omurilik suyuqligining shakllanishi va aylanishida muhim rol o'ynaydi. Aquaporinlar oshqozon-ichak trakti epiteliysida joylashgan: AQP4 - oshqozon va ingichka ichakda; AQP5 - tuprik bezlarida; AQP6 - ingichka ichak va oshqozon osti bezida; AQP7 - ingichka ichakda; AQP8, AQP9 - jigarda. Ba'zi akvaporinlar nafaqat suv molekulalarini, balki unda eriydigan organik moddalarni (kislorod, glitserin, karbamid) ham tashiydi. Shunday qilib, akvaporinlar organizmdagi suv almashinuvida muhim rol o'ynaydi va ularning funktsiyasini buzish miya va o'pka shishi shakllanishi va buyrak va yurak etishmovchiligining rivojlanishining sabablaridan biri bo'lishi mumkin.

Membranlar orqali ionlarni tashish mexanizmlari va ushbu transportga ta'sir qilish usullarini bilish nafaqat hayotiy funktsiyalarni tartibga solish mexanizmlarini tushunish, balki ko'plab kasalliklarni (gipertenziya) davolashda dori vositalarini to'g'ri tanlashning ajralmas shartidir. , bronxial astma, yurak aritmiyalari, suv-tuz almashinuvining buzilishi va boshqalar).

Tanadagi fiziologik jarayonlarni tartibga solish mexanizmlarini tushunish uchun nafaqat hujayra membranalarining tuzilishi va turli moddalar uchun o'tkazuvchanligini, balki turli xil qon va to'qimalar o'rtasida joylashgan murakkabroq strukturaviy shakllanishlarning tuzilishi va o'tkazuvchanligini ham bilish kerak. organlar.

Yuqori

		1 butunlay rozi emasman	2 rozi emas	3 Bilmayman	4 roziman	5 to'liq roziman
	Ushbu mashg'ulot mening muammolarni hal qilish ko'nikmalarimni rivojlantirdi.
	Ushbu darsni muvaffaqiyatli yakunlash uchun menga faqat yaxshi xotira kerak edi.
	Bu faoliyat mening jamoada ishlash qobiliyatimni rivojlantirdi.
	Ushbu faoliyat mening tahliliy qobiliyatimni oshirdi.
	Bu dars mening yozish mahoratimni oshirdi.
	Sinf materialni chuqur tushunishni talab qildi.