ВИДЫ И ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Главная » Энциклопедия » Физиология » Книги по физиологии » Книги по общей физиологии » Главы книг по общей физиологии » ВИДЫ И ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Сорбционная, или так называемая фазовая, теория, в отличие от мебранной теории, рассматривающей клетку и окружающую ее среду как два различных водных раствора, разделенные друг с другом мембраной, заключается в сущности в том, что цитоплазма и омывающая клетку жидкость представляют собой две фазы одного и того же раствора, отличающиеся друг от друга способностью сорбировать электролиты. По этой теории различная проницаемость клеток обусловлена разной растворимостью веществ в цитоплазме и в окружающей их среде. Эта теория полагает, что основная часть электролитов, и в первую очередь фосфатов калия, находится в цитоплазме в связанном состоянии, образуя электролитно-белковые комплексы. Значит, в клетке, находящейся в покое, не может быть электрического потенциала, так как потенциал возникает при условии существования свободных положительно и отрицательно заряженных ионов и может возникнуть лишь при разрушении электролитно-белковых комплексов. Это происходит при повреждении клетки, частным случаем которого, по мнению авторов сорбционной теории, является нанесение раздражения, достаточного для возникновения возбуждения. Однако сорбционная теория полностью не игнорирует биологических свойств мембран.

Теория редокспотенциалов объясняет возникновение электродвижущих сил (электрических потенциалов) в клетке, представляющей собой редокссистему (окислительно-восстановительная система), разным уровнем окислительно-восстановительных процессов. Согласно этой теории, источником возникновения потенциалов на поверхностях биологических мембран (потенциала покоя) являются высвобождающиеся при окислительно-восстановительных процессах электроны. Вследствие повышения интенсивности обмена веществ, под влиянием раздражений окислительные процессы усиливаются и потенциал покоя может перейти в местный потенциал и потенциал действия. Следует обратить внимание на то, что эта теория ставит возникновение электрических потенциалов в зависимость от состояния метаболических процессов в клетке, а не только от обмена веществ мембраны, обеспечивающей активный транспорт.

Близка по идее к теории редокспотенциалов теория протонно-химических процессов, которая считает возникновение мембранного потенциала результатом переноса положительно заряженных частиц — протонов.

Этими теориями не исчерпываются попытки научного объяснения природы электрических потенциалов клетки. В частности, С. В. Коневым с сотрудниками (1970) развивается оригинальная концепция о роли свойств клетки как кооперативной системы в возникновении всех видов потенциалов. В кооперативной системе состояние одного элемента зависит от состояния другого. Высокие степени кооперативности присущи лишь упорядоченным кристаллическим или квазикристаллическим телам, к которым относится клетка в целом и тем более ее мембраны. По мнению авторов, кооперативные свойства генераций потенциала действия сводятся по существу к межбелковым взаимодействиям, когда изменения одного промотора облегчают взаимный переход в соседних. Так, рецепторы ацетилхолина, содержащиеся в мембране, белковой природы. Этот рецепторный белок может находиться в двух конформационных состояниях, переходящих друг в друга: Р⟷Д. Форма Р соответствует поляризованному, т. е. покоящемуся, исходному, состоянию мембраны, Д — деполяризованному, возбужденному. Скачкообразным изменениям проницаемости мембраны для ионов натрия и калия, обусловливающим возникновение электрических потенциалов клетки, согласно С. В. Коневу (1970), должны предшествовать определенные перестройки в мембранах, которые протекают по кооперативному закону. Одним из механизмов его реализации являются конформационные изменения не только углеводородных цепей фосфолипидов мембраны, но и конформационные (в широком смысле) изменения мембраны в целом. В частности, показано, что простой механической деформацией мембраны можно изменить ее электрофизиологические свойства.

Источники и литература

  • Логинов А. А. Очерки по общей физиологии. Основные свойства и закономерности живых систем. Минск, «Вышэйш. школа», 1976.