89640

РЕЦЕПТОРНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Доклад

Биология и генетика

Сдвиг мембранного потенциала фоторецепторной клетки (П или К), который принято называть рецепторным потенциалом, происходит на ее плазмолемме, тогда, как фотоизомеризация родопсина совершается преимущественно во внутриклеточных мембранах, то есть, в мембранных дисках наружных сегментов.

Русский

2015-05-13

52.3 KB

0 чел.

РЕЦЕПТОРНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Сдвиг мембранного потенциала фоторецепторной клетки (П или К), который принято называть рецепторным потенциалом, происходит на ее плазмолемме, тогда, как фотоизомеризация родопсина совершается преимущественно во внутриклеточных мембранах, то есть, в мембранных дисках наружных сегментов.

Свойство фоторецепторных мембран изменяется одновременно с конформационной перестройкой в них опсина. После поглощения (кванта света), спустя 1,5-2 мс, наблюдается гиперполяризация плазмолеммы фоторецепторной клетки (П или К). Следовательно, в палочке (К) существует механизм передачи сигнала с фоторецепторных мембран дисков на плазмолемму П (К). В передаче участвует, так называемый, внутриклеточный посредник, природа которого до настоящего времени полностью не установлена, однако, считают, что в посредничестве участвуют циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ) и ионы .

В следствие конформационной перестройки молекул родопсина, в фоторецепторной мембране изменяется содержание внутриклеточного посредника в цитозоле наружного сегмента П или К. Это приводит к закрытию 100-300 натриевых каналов в плазмолемме, которые в отсутствие светового раздражителя пребывали в открытом состоянии. Они обладают свойствами потенциалнезависимых ионных каналов и, будучи управляемые светом, получили название фотозависимых натриевых каналов. Когда закрываются 100-300 каналов, электропроводимость плазмолеммы наружного сегмента падает на 1-3%. Падение мембранной электропроводимости приводит в гиперполяризации фоторецепторной клетки. Гиперполяризационный сдвиг мембранного потенциала П (К), возникающий под действием света, называют рецепторным потенциалом (РП). Принято считать, что ПП фоторецепторной клетки генерируется в темноте на плазмолемме внутреннего сегмента. По своей природе ПП является калиевым потенциалом, подобно всякому мембранному потенциалу в условиях покоя. В темноте ПП палочки (колбочки) составляет примерно от –20 до –40 мВ.

В системе генерации энергетического потенциала П плазмолемма наружного сегмента выполняет роль шунта с переменной электропроводностью. Электропроводность регулируется (управляется) светом при помощи фотозависимых натриевых каналов. Когда все натриевые каналы плазматической мембраны наружного сегмента одной П оказываются заблокированными светом, удельное поверхностное сопротивление этой мембраны достигает величины . В темноте ионный ток, входящий через каналы в цитоплазму, довольно значителен, и составляет примерно 40 nА. А при освещении сетчатки он блокируется, при этом степень его ослабления зависит от интенсивности света. Чем слабее натриевый ток через плазматическую мембрану наружного сегмента, тем больше выражена гиперполяризация в фоторецепторной клетке. Изменение потенциала П (К) во времени имеет вид:

Рецепторные потенциалы одиночной колбочки, возникающие в ответ

на короткие (10 мс) вспышки света при трех разных интенсивностях света

– интенсивность света. Чем больше I, тем больше гиперполяризация .

При поглощении 1 фотона () гиперполяризация фоторецепторов разных представителей животного мира неодинакова. Так, в палочках сетчатки позвоночных животных гиперполяризация составляет десятки и сотни мкВ, тогда, как в фоторецепторных клетках членистоногих она достигает 10 мВ. Эти приведенные числа подтверждают положение об усилении сигнала в рецепторных аппаратах. Действительно, квант света, несущий энергию Дж, вызывает фотолиз только одной молекулы родопсина, что в свою очередь приводит к закрытию в плазмолемме фоторецепторной клетки позвоночных животных 100-300 натриевых каналов. Это приводит к образованию РП. Однако, энергия РП на 3 порядка превосходит энергию вызвавшего его фотона.

Амплитуда рецепторного потенциала возрастает при повышении интенсивности света, падающего на сетчатку, причем, в пределах 1000-кратного изменения интенсивности, эта зависимость имеет логарифмический характер:

- изменение амплитуды РП.

- коэффициент пропорциональности;

- интенсивность последующего;

- интенсивность предыдущего.

При ярком освещении амплитуда рецепторного потенциала может достигать 25 мВ. Величина РП зависит также и от длины волны света. П или К в ответ на зеленый свет (=500 нм), генерируют наибольший РП. Среди К выделено 3 типа:

  1.  дает максимальный ответ РП на синий цвет;
  2.  дает максимальный ответ РП на зеленый цвет;
  3.  дает максимальный ответ РП на желто-красный цвет.

Использование микроэлектронной техники для изучения реакции фоторецепторов на облучение светом, позволило обнаружить деполяризацию П и К, при этом деполяризация предшествует гиперполяризации. Амплитуда деполяризации очень мала и составляет примерно 0,1 мкВ. Учитывая временные соотношения де- и гиперполяризации, первую из них стали называть ранним, а вторую – поздним РП, и обозначили, соответственно, РРП и ПРП. Установлено, что РРП обусловлен преимущественно перемещениями электрических диполей в мембранах наружного сегмента. Эти перемещения диполей связаны с фотолизом молекул родопсина. Другими словами, РРП обусловлен током смещения в фоторецепторных мембранах, и РРП не служит промежуточным звеном передачи сигналов от них к синоптической зоне П или К, при действии света. Эта роль принадлежит гиперполяризации. В отличие от других рецепторных аппаратов, где таким звеном служит деполяризационные сдвиги мембранного потенциала. Таким образом, только поздний РП является рецепторным потенциалом П или К в полном значении этого термина.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6094. Детали машин как научная дисциплина 30 KB
  Детали машин - научная дисциплина, включающая теорию, расчет и конструирование деталей общего назначения. Как отдельные детали и узлы любой машины, так и машина в целом должны удовлетворять следующим требованиям: работоспособности Работоспособным...
6095. SDI інтерфейс на основі модальних форм 33.71 KB
  SDI інтерфейс на основі модальних форм Хід роботи Створив новий проект, та підключив до нього форму Form2. Розмістив на формах необхідні компоненти. Викликаю другу форму як модальну за допомогою події OnClick від Button1, та в цій події вказав ф...
6096. Використання логічних операторів при пошуку 31.5 KB
  Використання логічних операторів при пошуку Для розширення можливостей пошуку за текстом використовуються логічні оператори. Необхідно враховувати, що всі слова-оператори повинні вводитись лише великими літерами OR Оператор OR використовується, якщо...
6097. Компоненты ЭИС. Предметная область. Детализация представлений ЭИС. Жизненный цикл ЭИС. 33.02 KB
  Компоненты ЭИС. Предметная область. Детализация представлений ЭИС. Жизненный цикл ЭИС. Компоненты ЭИС Все, что происходит в процессе функционирования материальных систем окружающего нас мира, может быть описано в форме сообщений. Сообщен...
6098. Молекулярная генетика. Характеристика ДНК 18.71 KB
  Молекулярная генетика. Модель ДНК в форме регулярной двойной спирали была предложена Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. Характеристика бета - спирали ДНК Правовращающая Двойная Антипараллельная Диаметр 1,8-22 нм, Шаг (виток) - 3,4 нм В шаге (витк...
6099. Організація ділових прийомів 25.19 KB
  Організація ділових прийомів План Організація і проведення прийомів. Види прийомів. Ділові питання вирішуються не тільки за столом переговорів, але і під час прийомів, які є найпоширенішою формою ділового протоколу. Прийоми - зібран...
6100. Правовое отношение: понятие и признаки 24.39 KB
  Правовое отношение: понятие и признаки Правовое отношение - это такое общественное отношение, в котором стороны связаны между собой взаимными юридическими правами и обязанностями, охраняемыми государством. Правоотношение есть та мера внешней св...
6101. План-конспект внеклассного мероприятия 27 KB
  План-конспект внеклассного мероприятия Внеклассное мероприятие - это особый вид деятельности, отличающийся от урока. Внеклассные мероприятия - это события, ситуации, ситуации в коллективе, организуемые преподавателем или кем-нибудь другим...
6102. Основы межкультурной коммуникации 26.29 KB
  Основы межкультурной коммуникации Межкультурное общение в современном мире Сегодня становится все более очевидным, что человечество развивается по пути расширения взаимосвязи и взаимозависимости различных стран, народов и их культур. Этот проц...