離子通道ppt課件(已修改)
2025-05-14 05:03 本頁(yè)面
【正文】 第二節(jié) 離子通道 主要內(nèi)容 ? 一、離子通道的基本生物物理學(xué)特性 ? 二、電壓門控離子通道 ? 三、化學(xué)（配體）門控離子通道 離子通道 (ion channel)是神經(jīng)、肌肉、腺體等許多組織細(xì)胞膜上的基本興奮單元，它們產(chǎn)生和傳導(dǎo)電信號(hào)。可把每一通道看做一個(gè)對(duì)特殊刺激發(fā)生反應(yīng)的可興奮的蛋白分子。 由于生物物理學(xué)和分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，新的研究技術(shù)包括膜片鉗技術(shù) (patch clamp)和分子克隆及基因突變技術(shù)等得以廣泛應(yīng)用，人們已經(jīng)開始有能力從分子水平來(lái)解釋離子通道的孔道特性、動(dòng)力學(xué)過程、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以及功能的表達(dá)和調(diào)節(jié)等。 一、離子通道的基本生物物理學(xué)特性 (一 )門控機(jī)制 離子通道必須能夠開放和關(guān)閉，才能實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)生和傳導(dǎo)電信號(hào)的生理功能。根據(jù)通道開、關(guān)的調(diào)控機(jī)制 (又稱門控機(jī)制，gating mechanism)的不同，離子通道可分為三大類：一類是配體門控離子通道 ([igandgated channels)，直接受胞外的神經(jīng)遞質(zhì)和胞內(nèi)的 cGMP、 cAMP、 IPa等化學(xué)信使的調(diào)節(jié)；另一類是電壓門控通道 (voltagegated channels)，其開和關(guān)一方面是由膜電位所決定 (電壓依賴性 )，另一方面與電位變化的時(shí)間有關(guān) (時(shí)間依賴性 )，這類通道在維持可興奮細(xì)胞的動(dòng)作電位方面起著相當(dāng)重要的作用；第三類為機(jī)械門控通道。 電壓門控通道 ： 通道啟閉由兩側(cè)的電位差所決定， 如常見的 Na+、 K+、 Ca2+等通道。 化學(xué)門控通道 （配基門控通道）： 通道啟閉則受膜 環(huán)境中某些化學(xué)物質(zhì)（如神經(jīng)遞質(zhì)、 膜內(nèi) Ca2+濃度等）所決定。 機(jī)械門控通道 ： 通道啟閉 受膜的局部機(jī)械性刺激， 如觸覺的神經(jīng)末梢、聽覺的毛細(xì)胞、 血管壁上的內(nèi)皮細(xì)胞及骨骼肌細(xì)胞等 都存在這類通道。 門控通道的分類 此外，還有非門控通道，經(jīng)常開放，主要與靜息電位有關(guān)。 在整個(gè)動(dòng)作電位時(shí)程中，離子通道至少經(jīng)歷三種不同狀態(tài)的循環(huán)轉(zhuǎn)換，即 靜息關(guān)閉狀態(tài) (closed resting state)、 開放狀態(tài)(open state)， 失活關(guān)閉 狀態(tài) (closed inactive state)。處于靜息關(guān)閉狀態(tài)的通道遇到適宜的刺激時(shí)即可進(jìn)入開放狀態(tài)，即激活過程 (activation)。有的通道在開放后將隨著時(shí)間逐漸進(jìn)入失活關(guān)閉狀態(tài)，即失活過程 (inactivation)。失活關(guān)閉狀態(tài)的通道不能直接進(jìn)入開放狀態(tài)而處于一種不應(yīng)期。只有使通道從失活關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)入到靜息關(guān)閉狀態(tài)后，通道才能再度接至外界刺激而激活開放，這一過程稱為 復(fù)活 (reactivation)。 靜息關(guān)閉 開放 失活關(guān)閉 刺激 為了解釋這種通道開、關(guān)的調(diào)節(jié)機(jī)制， Hodgkin和 Huxley在應(yīng)用電壓鉗制技術(shù)測(cè)量膜電流的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上．提出了所謂門控機(jī)制的“ HH模型”。他們假設(shè)鈉通道的開、關(guān)是由 m、 h兩個(gè)門來(lái)控制的，靜息時(shí)， m門處于“關(guān)”的狀態(tài)，而 h門處于“開”的狀態(tài)。去極化刺激使 m門被激活而轉(zhuǎn)為”開”，整個(gè)通道迅速進(jìn)入開放狀態(tài)而觸發(fā)內(nèi)向的 Na+電流。這一去極化刺激同時(shí)也使得 h門進(jìn)入失活狀態(tài)而開始緩慢關(guān)閉，因此，雖然 m門還是“開”的，通道已進(jìn)入了失活關(guān)閉狀態(tài)。復(fù)活過程中， h門回到“開”的狀態(tài)而 m門回到“關(guān)”的狀態(tài)。由于 m門和 h門都有開和關(guān)兩種狀態(tài)
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