Биологические модельные мембраны тени эритроцитов аксон кальмара

1. Биологическая мембрана

Лекция № 1 (часть третья)
Тема:
Биологическая
мембрана
Медицинский факультет
Специальности:
060101.65 – Лечебное дело
060103.65 – Педиатрия
2012 / 2013 учебный год
3, 10 сентября 2012 г.

2. Литература основная

Физиология человека
Под редакцией
В.М.Покровского,
Г.Ф.Коротько
Медицина, 2003 (2007) г.
С. 39 – 45

3. Литература основная

Физиология человека
В двух томах . Том I.
Под редакцией
В. М. Покровского,
Г. Ф. Коротько
• Медицина, 1997 (1998, 2000, 2001) г.
С. 28 – 34

4. Вопрос 1

Понятие «биомембрана»

5.

• МЕМБРА́НА, -ы, ж. от лат. membrana —
кожица, перепонка.

6. Биомембрана —

Биомембрана • морфо-функциональное образование,
отграничивающее содержимое клетки
живых организмов от внешней для неё
среды и жидкостные компартменты
внутри клетки,
• имеющее общий план строения и
• сходные функции.

7. Биомембрана

• ввел понятие Дж. Робертсон в 1963 г.

8. Понятие «элементарная биологическая мембрана»

Принцип построения всех
биологических мембран
одинаков, независимо от
того, какой клетки
(растительной или животной)
или клеточной органелле она
принадлежит.

9. Биологическая мембрана

Структура, имеющая общий план
строения – бислой фосфолипидов и
включённые в него белки
Структура, отделяющая клетку от
внешней среды и формирующая
внутриклеточные органеллы
(мембранные).
Структура обеспечивающая
взаимодействие клетки и органелл с
окружающей их средой.

10. Вопрос 2

Эволюция
представлений о
биомембране

11.

• Роберт Гук (Robert
Hooke; Роберт Хук,
18 июля 1635,
остров Уайт — 3
марта 1703, Лондон)

12. Первое изображение живых клеток: рисунок из «Микрографии» Гука (1665)

13.

14.

15.

16.

– 1855 год. К. фон Негели обнаружил, что
неповрежденные клетки изменяют свой объем
при изменении осмотического давления
окружающей среды.

17. Карл Вильгельм фон Негели

• нем. Carl Wilhelm
von Nageli;
• 1817—1891
• Выдающийся
ботаник XIX века.

18. Вильгельм Пфеффер

• нем. Wilhelm Friedrich
Philipp Pfeffer
• 1845 — 1920
• немецкий химик,
ботаник, занимался
физиологией растений.
• С 1908 года
иностранный членкорреспондент
Петербургской АН (с
1917 РАН).

19.

20. Вопрос 3

Жидкостно-мозаичная
концептуальная модель
биомембраны
Сингера-Николсона
(1972 г.)

21.

22. «Бутербродная» модель биомембраны

23.

24. Изображение элементов биомембраны

25. Изображение элементов биомембраны

26. Изображение элементов биомембраны

• E-пространства (Exstracellular Space), P-пространство
(Protoplasm, цитозоль); Ef – Е-поверхность (E face),
Eh – Е-монослой (половина) (E half),
Pf –
P-поверхность (P face),
Ph – P-монослой (половина)
(P half).

27. Вопрос 4

Предметные модели
биомембраны

28. Предметные модели биомембраны

• Подробнее –
Учебник том I, С.28-34.

29. Предметные модели биологических мембран

Физические
• Плоские
• Сферические (липосомы)
Биологические
• «тени» эритроцитов
• Гигантский аксон кальмара

30.

31. Плоская бислойная липидная мембрана по P.Mueller (1962)

32. Липосома

33. Не путайте липосому с мицеллой!!!

34. Вопрос 5

Мембранные липиды

35. Мембранные липиды

• Фосфолипиды
• Сфинголипиды
• Стероиды

36.

37.

38. Вопрос 6

Мембранные белки

39. Топологическая классификация мембранных белков

1. монотопические
2, 3 -политопические

40. Различные категории монотопических белков.

1 – белки, связанные с
интегральными белками
(сукцинатдегидрогеназа);
2 – белки, присоединенные к
полярным «головкам» липидного
слоя за счёт электростатического
взаимодействия (прямого или
кальций-опосредованного).
(протеинкиназа С);
3 – белки, вязанные с мембраной
амфипатической альфа-спиралью,
параллельной плоскости мембраны,
4 — белки, «заякоренные» в
мембране с помощью короткого
гидрофобного концевого домена
(цитохром b5);
5 – белки «заякоренные» в
мембране за счет жирнокислотного
радикала, ковалентно
присоединенного к белковой
молекуле (G-белок).

41. Биохимическая классификация

По биохимической классификации
мембранные белки делятся на
• интегральные и
• периферические.

42. Интегральные мембранные белки

• прочно встроены в мембрану и могут
быть извлечены из липидного
окружения только с помощью
детергентов или неполярных
растворителей.
• По отношению к липидному бислою
интегральные белки могут быть
трансмембранными политопическими
или интегральными монотопическими.

43. Периферические мембранные белки

• являются монотопическими белками.
• Они либо связаны слабыми связями с
липидной мембраной, либо ассоциируют с
интегральными белками за счёт
гидрофобных, электростатических или других
нековалентных сил.
• в отличие от интегральных белков они
диссоциируют от мембраны при обработке
соответствующим водным раствором. Эта
диссоциация не требует разрушения
мембраны.

44. Транспорт веществ через мембрану: общие вопросы

Вопрос 7
Транспорт веществ через
мембрану: общие вопросы

45. Характеризуя тот или иной вид транспорта мы должны выяснить три основных момента:

• меняется ли архитектоника мембраны?
• происходит ли непосредственно при
этом процессе гидролиз АТФ?
• сопряжён ли транспорт вещества с
транспортом других веществ?

46. В зависимости от характера ответов выделяют следующие виды транспорта:

• с изменением архитектоники мембраны
и без изменения архитектоники
мембраны.
• активный и пассивный
• унипорт и котранспорт

47. Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны

Вопрос 8
Транспорт веществ с
изменением
архитектоники
мембраны

48. НАПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТА

• ЭНДОЦИТОЗ
• ЭКЗОЦИТОЗ
• ТРАНСЦИТОЗ

49. Формы опустошения везикул и освобождение медиатора

а — типичный экзоцитоз
(«kiss and stay»
б — кратковременный
поцелуй («kiss and
run»)
в – через медиатофор
или канал

50. Опустошение везикул и освобождение медиатора в зависимости от концентрации кальция

51.

52. Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны

53. Транспорт веществ с изменением архитектоники мембраны

54.

55.

56.

57.

58.

59. Пассивный транспорт веществ через мембрану

Вопрос 9
Пассивный транспорт
веществ через
мембрану

60. Пассивный транспорт веществ через мембрану

• Осуществляется по градиенту
концентрации без затраты энергии АТФ.
• Различают простую и облегчённую
диффузию.

61. Пассивный транспорт веществ через мембрану

• Напомним, диффузия (diffusio лат. –
разлитие) — это самопроизвольное
перемещение молекул (частиц) из
области с более высокой в область с
более низкой концентрацией.
• В основе её — хаотичное тепловое
движение данных молекул (частиц).

62.

63. Простая диффузия

64. Простую диффузию описывает закон Фика

где dm/dt – плотность потока вещества,
-D — коэффициент диффузии,
S – диффузионная поверхность,
dC – градиент концентрации,
dx – толщина мембраны

65. Различают облегчённую диффузию с подвижным и с фиксированным переносчиком

66. Кинетика облегченной диффузии подчиняется правилу Михаэлиса-Ментен

67. ТРАНСПОРТ

• пассивный –
диффузия,
по градиенту
• активный –
с переносчиком
против
градиента
• облегченная
диффузия –
с переносчиком

68. Активный транспорт веществ через мембрану

Вопрос 10
Активный транспорт
веществ через
мембрану

69. Активный транспорт ионов через мембрану

70.

71. Сопряжённый транспорт веществ через мембрану

Вопрос 11
Сопряжённый транспорт
веществ через
мембрану

72.

73.

74.

75. Виды котранспорта

Пассивный
Активный (первично)
Вторичноактивный
Третичноактивный, …

76. Вопрос 12

Функции
биомембраны

77.

78. Вопрос 13

Сигнальная система
G-белка в
биологической
мембране

79. Лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине 1994 года.

Альфред Гилман
(Alfred G. Gilman),
родился в 1941 г.
Мартин Родбелл
(Martin Rodbell),
1925-1998

80. Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок — фермент — вторичный посредник — … — эффектор

Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок фермент — вторичный посредник — … — эффектор
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Взаимодействие медиатора и рецептора
Активация рецептором
G-белка
Активация альфа-субединицей фермента
Образование второго посредника
Влияние на ионный канал
Влияние на транскрипцию или трансляцию

81. Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок — фермент — вторичный посредник — … — эффектор

Мультимолекулярная система: рецептор – G-белок фермент — вторичный посредник — … — эффектор
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Взаимодействие медиатора и рецептора
Активация рецептором
G-белка
Активация альфа-субединицей фермента
Образование второго посредника
Влияние на ионный канал
Влияние на транскрипцию или трансляцию

82. Структура G-белка

Альфа-субъединица изображена с
полостью, символизирующей сайт
связывания ГДФ или ГТФ

83. Цикл активации G-белка под действием G-белок-связанного рецептора

84. Влияние бета-гамма-субъединиц G‑белка  на ионные каналы

Влияние бета-гамма-субъединиц
G-белка на ионные каналы

85. Влияние бета-гамма-субъединиц G‑белка  на ионные каналы

Влияние бета-гамма-субъединиц
G-белка на ионные каналы

86. Прямая активация калиевого канала субъединицами G-белка

Ацетилхолин взаимодействует с М-холинорецептором, что приводит к
диссоциации G-белка, его + субъединицы напрямую активируют
калиевый канал, переводя его в открытое состояние

87. Прямая активация калиевого канала субъединицами G-белка

Ацетилхолин взаимодействует с Мхолинорецептором, что приводит к
диссоциации G-белка, его + субъединицы
напрямую активируют калиевый канал,
переводя его в открытое состояние

88.

Прямое ингибирование Са-канала субъединицами
G-белка
Активация предсинаптических адренорецепторов (ауторецепторов) приводит к диссоциации
G-белка и последующему ингибированию (закрытию) кальциевых каналов, т.е. снижению
уровня освобождение медиатора (норадреналина)

89. Прямое ингибирование Са-канала субъединицами G-белка

90. Модуляция потенциал-зависимых кальциевых каналов норадреналином

НА + -адренорецептор → G-белок→ субъединица → аденилатциклаза
→ образование сАМР → активация протеинкиназы А →
фосфорилирование Са-канала→ снижение порога активации Саканалов миокард

91. Регуляция экспрессии белков путем активации метаботропных рецепторов

92.

Виды ионных каналов
Два принципиальных свойства ионных каналов:
(1) Ионная селективность – через канал может проходить только
один вид ионов
(2) Состояния: закрыты, открыты, инактивированы
потенциалмеханохемочувствительные
чувствительные
чувствительные
внеклеточные внутриклеточные
+++
+++
out
—
—
in
закрыты
открыты
+
+
out
—
—
in
Мембранный потенциал
Молекула связывается с каналом Растяжение

---

С этим файлом связано 1 файл(ов). Среди них: ШевелеваЕИ_Пр3.docx.
Показать все связанные файлы

---

Подборка по базе: План-конспект Основные требования законодательства РФ по охране , Тема № 1 Основные принципы правового регулирования трудовых отно, Тема Основные требования законодательства РФ о труде и охране тр, Тема 1.1 Философия как наука, ее основные категории, понятия и ф, Тема 1.7.3 Основные положения.docx, Индивидуальное практическое задание. Введение в коучинг. Основны, ПЗ № 23 Текстовый редактор назначение, основные функции.docx, развитие персонала как элемент инновационного управления организ, Лекция 6 Основные теории межкультурной коммуникации Э.Хирш.pdf, Антигены, основные свойства. Антигены гистосовместимости. Процес

---

Физиология возбудимых тканей: общие вопросы. Физиология биологических мембран.

1. Раздражение и возбуждение как основные типы реакции тканей на раздражение.

Основным свойством живых клеток является раздражимость, т.е способность реагировать изменение обмена веществ в ответ на раздражитель

Возбудимость – свойство клеток отвечать на раздражение возбуждением.

К возбудимым относят мышечные (возбуждение проявляется сокращением), нервные(возбуждение проявляется генерацией электрического импульса) и некоторые секреторные клетки (возбуждение проявляется выбросом в межклеточное пространство биологически активных веществ)

Одним из важных свойств живых клеток является электрическая возбудимость, т.е. способность возбуждаться в ответ на действие электрического тока. Высокая чувствительность возбудимых тканей на действие электрического тока была экспериментально продемонстрирована опытом Гальвани на нервно-мышечном препарате задних лапок лягушки.

Первый опыт Гальвани: одна пластинка меди или цинка к мышце ,вторая – к нерву. Мышца сокращалась

Но, Вольта на основе анализа опыта с лягушкой сделал вывод, что ток возник не в живых клетках, а в месте контакта пластинки с электролитом, поскольку тканевые жидкости представляют собой раствор солей. На основе своих заключений он создает «вольтов столб», который представляет собой чередующиеся цинковые и серебренные пластинки, между которыми бумага, смоченная солевым раствором.

Второй опыт Гальвани: для доказательства своей точки зрения проводит опыт без металлических пластинок, набрасывал на мышцу дистальный отрезок нерва, который ее иннервирует, наблюдалось сокращение.

Окончательное существование электрический явлений в живых клетках было получено в опыте «вторичного тетануса», Маттеуччи: один нервно-мышечный препарат возбуждался током, а биотоки сокращающейся мышцы раздражали второй препарат.

1. Понятия «ткани», «возбудимые ткани».

Ткани – совокупность клеток, объединенных общим строением, происхождением и функциями.

Возбудимые ткани – ткани, состоящие из возбудимых клеток.

К возбудимым относят мышечные (возбуждение проявляется сокращением), нервные(возбуждение проявляется генерацией электрического импульса) и некоторые секреторные клетки (возбуждение проявляется выбросом в межклеточное пространство биологически активных веществ)

1. Свойства возбудимых тканей.

Возбудимость – способность ткани отвечать на раздражение изменением ряда своих свойств. Показатель возбудимости – порог раздражения. Это минимальное по силе раздражение, способное вызвать видимую ответную реакцию ткани.

Проводимость – способность тк ани проводить возбуждение по всей своей длине. Показатель проводимости – скорость проведения возбуждения. Проводимость напрямую зависит от возбудимости ткани: чем выше возбудимость, тем выше проводимость, так как быстрее возбуждается расположенный рядом участок ткани.

Рефрактерность – способность ткани терять или снижать возбудимость в процессе возбуждения. При этом в ходе ответной реакции ткань перестает воспринимать раздражитель. Рефрактерность бывает абсолютной (нет ответа ни на какой раздражитель) и относительной (возбудимость восстанавливается, и ткань отвечает на подпороговый или сверхпороговый раздражитель). Показатель рефрактерности (рефрактерный период) — время, в течение которого возбудимость ткани снижена. Рефрактерный период тем короче, чем выше возбудимость ткани

Лабильность – способность возбудимой ткани реагировать на раздражение с определенной скоростью. Лабильность характеризуется максимальным числом волн возбуждения, возникающих в ткани в единицу времени (1 с) в точном соответствии с ритмом наносимых раздражений без явления трансформации. Лабильность определяется продолжительностью рефрактерного периода (чем короче рефрактерный период, тем больше лабильность).

Для мышечной ткани характерна также сократимость. Сократимость – способность мышцы отвечать сокращением на раздражение.

1. Понятие «биологическая мембрана».

• Структура, имеющая общий план строения – бислой фосфолипидов и включённые в него белки
• Структура, отделяющая клетку от внешней среды и формирующая внутриклеточные органеллы (мембранные).
• Структура обеспечивающая взаимодействие клетки и органелл с окружающей их средой

1. Общий план строения биологической мембраны. Жидкостно-мозаичная модель биологической мембраны (Сингера-Николсона, 1972).

Одним из основных компонентов клетки является клеточная мембрана (плазмолемма, плазматическая мембрана), которая состоит из бислоя (двойного слоя) липидов, белков и углеводов. Липиды имеют полярные “головки” и неполярные хвосты. В двойном слое гидрофобные “хвосты” липидных молекул обращены друг к другу, а гидрофильные “головки” направлены кнаружи, образуя гидрофильные поверхности. Толщина 6-12 нм. (описанное выше и есть жидкостно-мозаичная модель биологической мембраны Сингера-Николсона, 1972).

По своему расположению относительно липидного бислоя мембранные белки подразделяются

на:

• периферические– непосредственно связаны с поверхностью мембраны и обычно находятся вне билипидногослоя;
• полуинтегральные– погружены в билипидный слой частично;
• интегральные– полностью погружены в билипидный слой, большинство – трансмембранные, пронизывают мембрану насквозь.

Многие мембранные белки соединены с углеводами, образуя гликопротеины. Углеводы, соединенные с липидами образуют гликолипиды. Гликоли-пиды и гликопротеиды располагаются только в наружном слое мембраны.

Гликокаликс – молекулы углеводов (гликопротеины и гликолипиды). Обеспечивают избирательность транспорта веществ через плазмолемму, рецепторная и маркерная/информационная/ функции. С помощью него клетки распознают друг друга и вступают в различные взаимодействия.

Клеточная мембрана играет важную роль: отделяет клеточное содержимое от внешней среды; регулирует обмен между клеткой и средой; делит клетки на отсеки, или компартменты; выполняет рецепторную функцию; на мембране протекают некоторые химические реакции. Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью. Это свойство определяет различные пути поступления питательных веществ в клетку.

Функции клеточных мембран:

• Барьерная
• Регуляторная
• Контактная – организация зон контакта между клетками с образованием тканевой структуры
• Преобразование внешних стимулов/раздражителей? неэлектрической природы в электрические сигналы
• Высвобождение нейромедиаторов в синапсический окончаниях
• Синапс – место контакта нейронов друг с другом. Бывают химические (передача импульсов с помощью в-в нейромедиаторов – дофамин, адреналин и т.д.) и электрические

Возбудимые клетки связаны между собой зонами специфических и неспецифических контактов. Зоны неспецифического контакта представлены неизмененными участками прилежащих друг к другу клеточных мембран соседних клеток, между которыми находится межклеточная жидкость. Зоны специфического контакта представлены щелевыми, плотными контактами и десмосомами.

Щелевые контакты – область межклеточного обмена ионами (натрий, калий) и малыми молекулами с молекулярной массой до 500. Состоит из белковых каналов, связывающих цитоплазму соседних клеток. При таком контакте между клетками есть пространство шириной 2-4 нм, которое позволяет специфическим белкам образовывать каналы. Функция щелевых контактов нарушается при увеличении внутриклеточной концентрации кальция или протонов водорода. Щелевые и плотные контакты – передача возбуждения между клетками.

Десмосомы обеспечивают механическую связь между клетками. Участок между двумя соседними клетками, где на их мембранах и между ними находятся на расстоянии 20нм плотные скопления белков. Функция: поддерживать плотное соединения клеток в местах, подверженных сильному растяжению (напр., в коже)

Плотный контакт образуется тех случаях, когда плазмалеммы практически соприкасаются, т.е. между ними нет межклеточной жидкости. Такой контакт идет полосой по всей окружности клетки, так соединены, например эпителиальные клетки внутренней поверхности пищеварительного тракта

1. Предметные модели биологических мембран.

1. Физические модельные мембраны (плоские, сферические).

1. Биологические модельные мембраны (тени эритроцитов, аксон кальмара).

1. Транспорт веществ через мембрану. Характеристика транспорта.

Существует два механизма перемещения веществ через мембрану – посредством простой диффузии и специфических белков переносчиков, встроенных в мембрану и представляющих собой трансмембранные интегральные белки (облегченная диффузия и активный транспорт – первично активный, вторично активный).

Величину потока веществ через систему транспорта определяют три фактора:

1. Степень насыщения специфических мест связывания переносчика, которая зависит от двух моментов – концентрации вещества и сродства переносчика веществу
2. Число переносчиков – чем их больше, тем больше поток при любой насыщенности
3. Скорость, с которой происходят конформационные изменения в транспортном белке

1. Транспорт веществ с изменением и без изменения архитектоники мембраны.

К транспорту веществ с изменением архитектоники (структуры) мембраны относят эндоцитоз и экзоцитоз.

Эндоцитоз – способность клетки активно поглощать питательные вещества в виде мелких пузырьков (пиноцитоз) или твердых частиц (фагоцитоз).

1. Пассивный транспорт веществ через мембрану. Уравнение Фика.

Пассивный транспорт веществ происходит без использования энергии по градиенту концентрации (из области, где их концентрация выше, в область, где их концентрация ниже). Пассивный транспорт осуществляется путем диффузии и осмоса.

Диффузия – это процесс, в ходе которого молекулы (или ионы) переходят через мембрану из области с высокой концентрацией в область низкой концентрации в результате броуновского движения (теплового движения атомов и молекул).

Различают простую и облегченную диффузию веществ через клеточную мембрану.

Посредством простой диффузии без помощи специального переносчика:

Во-первых, осуществляется транспорт непосредственно через липидный бислой. В этом случаи попадание веществ в клетку осуществляется путем растворения их в липидах клеточной мембраны.

Во-вторых, вещества перемещаются через ионные каналы клеточной мембраны, соединяющих цитоплазму клеток с внешней средой.

В-третьих, осуществляется движение молекул воды через мембрану. Осмос – диффузия воды через мембрану из менее концентрированного в более концентрированный раствор.

1. Ионные каналы, классификация, свойства.

Ионы натрия, калия ,кальция и хлора проникают в клетку и выходят наружу через специальные, наполненные жидкостью, каналы. Размер каналов довольно мал (0,5-0,7 нм). Именно ионные каналы обеспечивают селективность (избирательность) и проводимость мембраны.

1. Облегчённая диффузия.

При облегченной диффузии специальные мембранные белки-переносчики временно соединяются с молекулой вещества и проводят его через мембрану. Энергия для такой диффузия все так же не требуется.

1. Активный транспорт через мембрану.

Активный транспорт – перенесение веществ против градиента концентрации (из области низкой концентрации вещества в область с высокой концентрацией) с использованием энергии. Он осуществляется с помощью белков-переносчиков, образующих так называемые ионные насосы для переноса ионов в сторону более высокого биохимического потенциала

1. Сопряжённый транспорт (симпорт, антипорт; пассивный, активный, вторично-активный котранспорт).

Первично активный транспорт – прямое потребление АТФ

Пример, Na/K насос. Для нормального функционирования клетка должна поддерживать определенное содержание инонов калия и натрия в цитоплазме и во внешней среде. Концентрация калия в клетке должна быть выше, чем за ее пределами, натрия же в клетке должно быть меньше, чем за ее пределами. Выкачивание натрия из клекти и закачка калия в клетку.

Цикл работы натрий-калиевого насоса:

1. Присоединение натрия с внутренней стороны мембраны
2. Фосфолирование белка насоса
3. Высвобождение натрия во внеклеточное пространство
4. Присоединение калия с внешней стороны мембраны
5. Дефосфолирирование белка насоса
6. Высвобождение калия внутрь клетки

За один цикл работы насос выкачивает из клетки 3натрияя и закачивает 2 калия.

Вторично активный транспорт – использование градиента концентрации ионов относительно мембраны как истоничка энергии

Антипорт: одно вещество из области низкой концентрации в область высокой, второе – наоборот клетки, второе в клетку. Движение вещества из клетки.

Симпорт – оба вещества из области высокой концентрации в область низкой (по градиенту). Движение вещества в клетку

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Потенциал покоя — это важное явление в жизни всех клеток организма, и важно знать, как он формируется. Однако это сложный динамический процесс, трудный для восприятия целиком, особенно для студентов младших курсов (биологических, медицинских и психологических специальностей) и неподготовленных читателей. Впрочем, при рассмотрении по пунктам, вполне возможно понять его основные детали и этапы. В работе вводится понятие потенциала покоя и выделяются основные этапы его формирования с использованием образных метафор, помогающих понять и запомнить молекулярные механизмы формирования потенциала покоя.

Мембранные транспортные структуры — натрий-калиевые насосы — создают предпосылки для возникновения потенциала покоя. Предпосылки эти — разность в концентрации ионов на внутренней и наружной сторонах клеточной мембраны. Отдельно проявляет себя разность концентрации по натрию и разность концентрации по калию. Попытка ионов калия (K⁺) выровнять свою концентрацию по обе стороны мембраны приводит к его утечке из клетки и потере вместе с ними положительных электрических зарядов, за счёт чего значительно усиливается общий отрицательный заряд внутренней поверхности клетки. Эта «калиевая» отрицательность составляет бóльшую часть потенциала покоя (−60 мВ в среднем), а меньшую его часть (−10 мВ) составляет «обменная» отрицательность, вызванная электрогенностью самого ионного насоса-обменника.

Давайте разбираться подробнее.

Зачем нам нужно знать, что такое потенциал покоя и как он возникает?

Вы знаете, что такое «животное электричество»? Откуда в организме берутся «биотоки»? Как живая клетка, находящаяся в водной среде, может превратиться в «электрическую батарейку» и почему она моментально не разряжается?

Совершенно очевидно, что для понимания того, как работает нервная система, необходимо вначале разобраться, как работает её отдельная нервная клетка — нейрон. Главное, что лежит в основе работы нейрона — это перемещение электрических зарядов через его мембрану и появление вследствие этого на мембране электрических потенциалов. Можно сказать, что нейрон, готовясь к своей нервной работе, вначале запасает энергию в электрической форме, а затем использует ее в процессе проведения и передачи нервного возбуждения.

Таким образом, наш самый первый шаг к изучению работы нервной системы — это понять, каким образом появляется электрический потенциал на мембране нервных клеток. Этим мы и займёмся, и назовём этот процесс формированием потенциала покоя.

Определение понятия «потенциал покоя»

В норме, когда нервная клетка находится в физиологическом покое и готова к работе, у неё уже произошло перераспределение электрических зарядов между внутренней и наружной сторонами мембраны. За счёт этого возникло электрическое поле, и на мембране появился электрический потенциал — мембранный потенциал покоя.

Как известно из физики, электрические заряды (движущиеся и неподвижные) формируют в пространстве электромагнитное поле, которое влияет на тела, обладающие электрическим зарядом. С точки зрения электромагнетизма клеточную мембрану можно представить как плоский конденсатор, заполненный однородным диэлектриком из неполярных молекул. Если конденсатор заряжен, то внутри него возникает электрическое поле, обусловленное поверхностной плотностью заряда. На поверхности мембраны возникают некомпенсированные заряды: положительные у «отрицательной» поверхности и отрицательные — у «положительной» [6].

Таким образом, мембрана оказывается поляризованной. Это означает, что она имеет разный электрический потенциал наружной и внутренней поверхностей. Разность между этими потенциалами вполне возможно зарегистрировать.

В этом можно убедиться, если ввести внутрь клетки микроэлектрод, соединённый с регистрирующей установкой. Как только электрод попадает внутрь клетки, он мгновенно приобретает некоторый постоянный электроотрицательный потенциал по отношению к электроду, расположенному в окружающей клетку жидкости. Величина внутриклеточного электрического потенциала у нервных клеток и волокон, например, гигантских нервных волокон кальмара, в покое составляет около −70 мВ. Эту величину называют мембранным потенциалом покоя (МПП). Во всех точках аксоплазмы этот потенциал практически одинаков.

Ещё немного физики. Макроскопические физические тела, как правило, электрически нейтральны, т.е. в них в равных количествах содержатся как положительные, так и отрицательные заряды. Зарядить тело можно, создав в нем избыток заряженных частиц одного вида, например, трением о другое тело, в котором при этом образуется избыток зарядов противоположного вида. Учитывая наличие элементарного заряда (e), полный электрический заряд любого тела можно представить как q = ±N×e, где N — целое число.

Потенциал электростатического поля φ определяется как отношение потенциальной энергии W пробного заряда q к величине этого заряда: φ = W/q, откуда следует, что потенциал численно равен потенциальной энергии, которой обладает в данной точке поля единичный положительный заряд. Единицей измерения потенциала служит вольт (1 В) [4]. В некоторых случаях потенциал электрического поля нагляднее определяется как физическая величина, численно равная работе внешних сил против сил электрического поля E при перемещении единичного положительного точечного заряда из бесконечности в данную точку. Последнее определение удобно записать следующим образом:

В электрофизиологии кроме потенциала покоя рассматриваются и другие электрические потенциалы: локальные постсинаптические и рецепторные потенциалы (возбуждающие и тормозные), электротонические и следовые потенциалы, миниатюрные потенциалы концевой пластинки, концентрационный потенциал и потенциал действия [5].

Потенциал покоя — это разность электрических потенциалов, имеющихся на внутренней и наружной сторонах мембраны, когда клетка находится в состоянии физиологического покоя. Его величина измеряется изнутри клетки, она отрицательна и составляет в среднем −70 мВ (милливольт), хотя в разных клетках может быть различной: от −35 мВ до −90 мВ.

Важно учитывать, что в нервной системе электрические заряды представлены не электронами, как в обычных металлических проводах, а ионами — химическими частицами, имеющими электрический заряд. И вообще в водных растворах в виде электрического тока перемещаются не электроны, а ионы. Поэтому все электрические токи в клетках и окружающей их среде — это ионные токи.

Итак, изнутри клетка в покое заряжена отрицательно, а снаружи — положительно. Это свойственно всем живым клеткам, за исключением, разве что, эритроцитов, которые, наоборот, заряжены отрицательно снаружи. Если говорить конкретнее, то получается, что снаружи вокруг клетки будут преобладать положительные ионы (катионы Na⁺ и K⁺), а внутри — отрицательные ионы (анионы органических кислот, не способные свободно перемещаться через мембрану, как Na⁺ и K⁺).

Теперь нам всего лишь осталось объяснить, каким же образом всё получилось именно так. Хотя, конечно, неприятно сознавать, что все наши клетки кроме эритроцитов только снаружи выглядят положительными, а внутри они — отрицательные.

Термин «отрицательность», который мы будем применять для характеристики электрического потенциала внутри клетки, пригодится нам для простоты объяснения изменений уровня потенциала покоя. В этом термине ценно то, что интуитивно понятно следующее: чем больше отрицательность внутри клетки — тем ниже в отрицательную сторону от нуля смещён потенциал, а чем меньше отрицательность — тем ближе отрицательный потенциал к нулю. Это намного проще понять, чем каждый раз разбираться в том, что же именно означает выражение «потенциал возрастает» — возрастание по абсолютному значению (или «по модулю») будет означать смещение потенциала покоя вниз от нуля, а просто «возрастание» — смещение потенциала вверх к нулю. Термин «отрицательность» не создаёт подобных проблем неоднозначности понимания.

Сущность формирования потенциала покоя

Попробуем разобраться, откуда берётся электрический заряд нервных клеток, хотя их никто не трёт, как это делают физики в своих опытах с электрическими зарядами.

Здесь исследователя и студента поджидает одна из логических ловушек: внутренняя отрицательность клетки возникает не из-за появления лишних отрицательных частиц (анионов), а, наоборот, из-за потери некоторого количества положительных частиц (катионов)!

Так куда же деваются из клетки положительно заряженные частицы? Напомню, что это покинувшие клетку и скопившиеся снаружи ионы натрия — Na⁺ — и калия — K⁺.

Главный секрет появления отрицательности внутри клетки

Сразу откроем этот секрет и скажем, что клетка лишается части своих положительных частиц и заряжается отрицательно за счёт двух процессов:

1. вначале она обменивает «свой» натрий на «чужой» калий (да-да, одни положительные ионы на другие, такие же положительные);
2. потом из неё происходит утечка этих «наменянных» положительных ионов калия, вместе с которыми из клетки утекают положительные заряды.

Эти два процесса нам и надо объяснить.

Первый этап создания внутренней отрицательности: обмен Na⁺ на K⁺

В мембране нервной клетки постоянно работают белковые насосы-обменники (аденозинтрифосфатазы, или Na⁺/K⁺-АТФазы), встроенные в мембрану. Они меняют «собственный» натрий клетки на наружный «чужой» калий.

Но ведь при обмене одного положительного заряда (Na⁺) на другой такой же положительный заряд (K⁺) никакого дефицита положительных зарядов в клетке возникать не может! Правильно. Но, тем не менее, из-за этого обмена в клетке остаётся очень мало ионов натрия, потому что они почти все ушли наружу. И в то же время клетка переполняется ионами калия, которые в неё накачали молекулярные насосы. Если бы мы могли попробовать на вкус цитоплазму клетки, мы бы заметили, что в результате работы насосов-обменников она превратилась из солёной в горько-солёно-кислую, потому что солёный вкус хлорида натрия сменился сложным вкусом довольно-таки концентрированного раствора хлорида калия. В клетке концентрация калия достигает 0,4 моль/л. Растворы хлорида калия в пределах 0,009–0,02 моль/л имеют сладкий вкус, 0,03–0,04 — горький, 0,05–0,1 — горько-солёный, а начиная с 0,2 и выше — сложный вкус, состоящий из солёного, горького и кислого [8].

Важно здесь то, что обмен натрия на калий — неравный. За каждые отданные клеткой три иона натрия она получает всего два иона калия. Это приводит к потере одного положительного заряда при каждом акте ионного обмена. Так что уже на этом этапе за счёт неравноценного обмена клетка теряет больше «плюсов», чем получает взамен. В электрическом выражении это составляет примерно −10 мВ отрицательности внутри клетки. (Но помните, что нам надо ещё найти объяснение для оставшихся −60 мВ!)

Чтобы легче было запомнить работу насосов-обменников, образно можно выразиться так: «Клетка любит калий!» Поэтому клетка и затаскивает калий к себе, несмотря на то, что его и так в ней полно. И поэтому она невыгодно обменивает его на натрий, отдавая 3 иона натрия за 2 иона калия. И поэтому она тратит на этот обмен энергию АТФ. И как тратит! До 70% всех энергозатрат нейрона может уходить на работу натрий-калиевых насосов. (Вот что делает любовь, пусть она даже и не настоящая!)

Кстати, интересно, что клетка не рождается с готовым потенциалом покоя. Ей его ещё надо создать. Например, при дифференцировке и слиянии миобластов потенциал их мембраны изменяется от −10 до −70 мВ, т.е. их мембрана становится более отрицательной — поляризуется в процессе дифференцировки. А в экспериментах на мультипотентных мезенхимальных стромальных клетках костного мозга человека искусственная деполяризация, противодействующая потенциалу покоя и уменьшающая отрицательность клеток, даже ингибировала (угнетала) дифференцировку клеток [1].

Образно говоря, можно выразиться так: Создавая потенциал покоя, клетка «заряжается любовью». Это любовь к двум вещам:

1. любовь клетки к калию (поэтому клетка насильно затаскивает его к себе);
2. любовь калия к свободе (поэтому калий покидает захватившую его клетку).

Механизм насыщения клетки калием мы уже объяснили (это работа насосов-обменников), а механизм ухода калия из клетки объясним ниже, когда перейдём к описанию второго этапа создания внутриклеточной отрицательности. Итак, результат деятельности мембранных ионных насосов-обменников на первом этапе формирования потенциала покоя таков:

1. Дефицит натрия (Na⁺) в клетке.
2. Избыток калия (K⁺) в клетке.
3. Появление на мембране слабого электрического потенциала (−10 мВ).

Можно сказать так: на первом этапе ионные насосы мембраны создают разность концентраций ионов, или градиент (перепад) концентрации, между внутриклеточной и внеклеточной средой.

Второй этап создания отрицательности: утечка ионов K⁺ из клетки

Итак, что начинается в клетке после того, как с ионами поработают её мембранные натрий-калиевые насосы-обменники?

Из-за образовавшегося дефицита натрия внутри клетки этот ион при каждом удобном случае норовит устремиться внутрь: растворённые вещества всегда стремятся выровнять свою концентрацию во всём объёме раствора. Но это у натрия получается плохо, поскольку ионные натриевые каналы обычно закрыты и открываются только при определённых условиях: под воздействием специальных веществ (трансмиттеров) или при уменьшении отрицательности в клетке (деполяризации мембраны).

В то же время в клетке имеется избыток ионов калия по сравнению с наружной средой — потому что насосы мембраны насильно накачали его в клетку. И он, тоже стремясь уравнять свою концентрацию внутри и снаружи, норовит, напротив, выйти из клетки. И это у него получается!

Тут ещё важно понять то, что ионы натрия и калия как бы «не замечают» друг друга, они реагируют только «на самих себя». Т.е. натрий реагирует на концентрацию натрия же, но «не обращает внимания» на то, сколько вокруг калия. И наоборот, калий реагирует только на концентрацию калия и «не замечает» натрий. Получается, что для понимания поведения ионов надо по отдельности рассматривать концентрации ионов натрия и калия. Т.е. надо отдельно сравнить концентрацию по натрию внутри и снаружи клетки и отдельно — концентрацию по калию внутри и снаружи клетки, но не имеет смысла сравнивать натрий с калием, как это, бывает, делается в учебниках.

По закону выравнивания химических концентраций, который действует в растворах, натрий «хочет» снаружи войти в клетку; туда же его влечёт и электрическая сила (как мы помним, цитоплазма заряжена отрицательно). Хотеть-то он хочет, но не может, так как мембрана в обычном состоянии плохо его пропускает. Натриевые ионные каналы, имеющиеся в мембране, в норме закрыты. Если все же его заходит немножко, то клетка сразу же обменивает его на наружный калий с помощью своих натрий-калиевых насосов-обменников. Получается, что ионы натрия проходят через клетку как бы транзитом и не задерживаются в ней. Поэтому натрий в нейронах всегда в дефиците.

А вот калий как раз может легко выходить из клетки наружу! В клетке его полно, и она его удержать не может. Он выходит наружу через особые каналы в мембране — «калиевые каналы утечки», которые в норме открыты и выпускают калий [5, 7].

К⁺-каналы утечки постоянно открыты при нормальных значениях мембранного потенциала покоя и проявляют взрывы активности при сдвигах мембранного потенциала, которые длятся несколько минут и наблюдаются при всех значениях потенциала. Усиление К⁺-токов утечки ведёт к гиперполяризации мембраны, тогда как их подавление — к деполяризации. …Однако, существование канального механизма, ответственного за токи утечки, долгое время оставалось под вопросом. Только сейчас стало ясно, что калиевая утечка — это ток через специальные калиевые каналы.

От химического — к электрическому

А теперь — ещё раз самое главное. Мы должны осознанно перейти от движения химических частиц к движению электрических зарядов.

Калий (K⁺) положительно заряжен, и поэтому он, когда выходит из клетки, выносит из неё не только самого себя, но и положительный заряд. За ним изнутри клетки к мембране тянутся «минусы» — отрицательные заряды. Но они не могут просочиться через мембрану — в отличие от ионов калия — т.к. для них нет подходящих ионных каналов, и мембрана их не пропускает. Помните про оставшиеся необъяснёнными нами −60 мВ отрицательности? Это и есть та самая часть мембранного потенциала покоя, которую создаёт утечка ионов калия из клетки! И это — большая часть потенциала покоя.

Для этой составной части потенциала покоя есть даже специальное название — концентрационный потенциал [5]. Концентрационный потенциал — это часть потенциала покоя, созданная дефицитом положительных зарядов внутри клетки, образовавшимся за счёт утечки из неё положительных ионов калия.

Ну, а теперь немного физики, химии и математики для любителей точности.

Электрические силы связаны с химическими по уравнению Гольдмана. Его частным случаем является более простое уравнение Нернста, по формуле которого можно рассчитать трансмембранную диффузионную разность потенциалов на основе различной концентрации ионов одного вида по разные стороны мембраны. Так, зная концентрацию ионов калия снаружи и внутри клетки, можно рассчитать калиевый равновесный потенциал E_K:

где Ек — равновесный потенциал, R — газовая постоянная, Т — абсолютная температура, F — постоянная Фарадея, К⁺_внеш и K⁺_внутр — концентрации ионов К⁺ снаружи и внутри клетки, соответственно. По формуле видно, что для расчёта потенциала между собой сравниваются концентрации ионов одного вида — K⁺.

Более точно итоговая величина суммарного диффузионного потенциала, который создаётся утечкой нескольких видов ионов, рассчитывается по формуле Гольдмана-Ходжкина-Катца. В ней учтено, что потенциал покоя зависит от трех факторов: (1) полярности электрического заряда каждого иона; (2) проницаемости мембраны Р для каждого иона; (3) [концентраций соответствующих ионов] внутри (внутр) и снаружи мембраны (внеш). Для мембраны аксона кальмара в покое отношение проводимостей Р_K : PNa :P_Cl = 1 : 0,04 : 0,45 [5].

Заключение

Итак, поте нциал покоя состоит из двух частей:

1. −10 мВ, которые получаются от «несимметричной» работы мембранного насоса-обменника (ведь он больше выкачивает из клетки положительных зарядов (Na⁺), чем закачивает обратно с калием).
2. Вторая часть — это всё время утекающий из клетки калий, уносящий положительные заряды. Его вклад — основной: −60 мВ. В сумме это и дает искомые −70 мВ.

Что интересно, калий перестанет выходить из клетки (точнее, его вход и выход уравниваются) только при уровне отрицательности клетки −90 мВ. В этом случае сравняются химические и электрические силы, проталкивающие калий через мембрану, но направляющие его в противоположные стороны. Но этому мешает постоянно подтекающий в клетку натрий, который несёт с собой положительные заряды и уменьшает отрицательность, за которую «борется» калий. И в итоге в клетке поддерживается равновесное состояние на уровне −70 мВ.

Вот теперь мембранный потенциал покоя окончательно сформирован.

1. Jacqueline Fischer-Lougheed, Jian-Hui Liu, Estelle Espinos, David Mordasini, Charles R. Bader, et. al.. (2001). Human Myoblast Fusion Requires Expression of Functional Inward Rectifier Kir2.1 Channels. J Cell Biol. 153, 677-686;
2. Liu J.H., Bijlenga P., Fischer-Lougheed J. et al. (1998). Role of an inward rectifier K⁺ current and of hyperpolarization in human myoblast fusion. J. Physiol. 510, 467–476;
3. Sarah Sundelacruz, Michael Levin, David L. Kaplan. (2008). Membrane Potential Controls Adipogenic and Osteogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells. PLoS ONE. 3, e3737;
4. Павловская М.В. и Мамыкин А.И. Электростатика. Диэлектрики и проводники в электрическом поле. Постоянный ток / Электронное пособие по общему курсу физики. СПб: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет;
5. Ноздрачёв А.Д., Баженов Ю.И., Баранникова И.А., Батуев А.С. и др. Начала физиологии: Учебник для вузов / Под ред. акад. А.Д. Ноздрачёва. СПб: Лань, 2001. — 1088 с.;
6. Макаров А.М. и Лунева Л.А. Основы электромагнетизма / Физика в техническом университете. Т. 3;
7. Зефиров А.Л. и Ситдикова Г.Ф. Ионные каналы возбудимой клетки (структура, функция, патология). Казань: Арт-кафе, 2010. — 271 с.;
8. Родина Т.Г. Сенсорный анализ продовольственных товаров. Учебник для студентов вузов. М.: Академия, 2004. — 208 с.;
9. Кольман Я. и Рем К.-Г. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2004. — 469 с.;
10. Шульговский В.В. Основы нейрофизиологии: Учебное пособие для студентов вузов. М.: Аспект Пресс, 2000. — 277 с..

Аннотация

При выполнении транспортной функции эритроциты изменяют свои микромеханические свойства,
связанные с мембранной вязкоэластичностью. Имеется ряд свидетельств, что это происходит
под влиянием сигнальных молекул, к которым относятся и газотрансмиттеры: оксид азота
(NO) и сульфид водорода (H₂S). Целью данного исследования было изучение микрореологических изменений человеческих
эритроцитов под влиянием доноров и стимуляторов эндогенного образования газотрансмиттеров.
Регистрировали деформируемость (по индексу удлинения эритроцитов – ИУЭ) и показатели
агрегации (ПАЭ) отмытых эритроцитов после их инкубации с нитропруссидом натрия (НПН),
донором H₂S – гидросульфидом натрия (NaHS), ингибитором активности растворимой гуанилатциклазы
– 1H-[1,2,4]-oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-l-one (ODQ), субстратом NO-синтазы L-аргинином и ингибитором ее активности N-Nitroarginine methyl ester (L-NAME), с блокатором ATP-чувствительных калиевых каналов – глибенкламидом (ГлК). Кроме того, готовили восстановленные тени эритроцитов, инкубировали с названными
выше соединениями и оценивали изменение их деформируемости. После инкубации эритроцитов
с НПН и NaHS наблюдался прирост ИУЭ на 8–11% (p < 0.01) и снижение ПАЭ на 11–26% (p < 0.01). L-аргинин и НПН оказывали сходные с микрореологические эффекты, которые устранялись
L-NAME или ODQ. ГлК вызывал увеличение ИУЭ эритроцитов на 8% (p < 0.05); эффекты ГлК и NaHS не были аддитивными. Инкубация восстановленных теней
эритроцитов с НПН, L-аргинином и NaHS сопровождалась умеренным, статистически значимым приростом эластичности
мембран (p < 0.05). Результаты исследования позволяют заключить, что доноры и стимуляторы образования
газотрансмиттеров NO и H₂S умеренно повышают деформируемость эритроцитов и заметно снижают их агрегацию. Эксперименты
с тенями эритроцитов свидетельствуют о существовании независимого от cGMP прямого
действия газотрансмиттеров на вязкоэластичные свойства мембраны этих клеток.

Ключевые слова: эритроциты, деформируемость, агрегация, газотрансмиттеры, нитропруссид натрия, гидросульфид натрия, растворимая гуанилатциклаза, ${text{К
}}_{{{text{А
Т
Р
}}}}^{ + }$-каналы

Список литературы

1. Северина И.С. 1998. Растворимая форма гуанилатциклазы в молекулярном механизме физиологических
   эффектов. Биохимия. 63, 939–997.

2. Olas B. 2015. Gasomediators (NO, CO, and H₂S) and their role in hemostasis and thrombosis. Clin. Chim. Acta. 445, 115–121.

3. Balligand J.L., Cannon P.J. 1997. Nitric oxide synthases and cardiac muscle. Autocrine
   and paracrine influences. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 17, 1846–1858.

4. Wallace J.L., Ianaro A., Flannigan K.L., Cirino G. 2015. Gaseous mediators in resolution
   of inflammation. Semin. Immunol. 27, 227–33.

5. Северина И.С. 1995. Растворимая форма гуанилатциклазы в молекулярном механизме физиологических
   эффектов оксида азота и в регуляции процесса агрегации тромбоцитов. Бюл. эксперим. биол. и мед. 3, 230–235.

6. Truss N.J., Warner T.D. 2011. Gasotransmitters and platelets. Pharmacol. Ther. 132, 196–203.

7. Chen K., Popel A.S. 2009. Nitric oxide production pathways in erythrocytes and plasma.
   Biorheology. 46, 107–119.

8. Muravyov A.V., Tikhomirova I.A. 2013. Role molecular signaling pathways in changes
   of red blood cell deformability. Clin. Hemorheol. Microcirc. 53, 45–59.

9. Bor-Kucukatay M., Wenby R.B., Meiselman H.J., Baskurt O.K. 2003. Effects of nitric
   oxide on red blood cell deformability. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 284, 1577–1584.

10. Uyuklu M., Meiselman H.J., Baskurt O.K. 2009. Role of hemoglobin oxygenation in the
    modulation of red blood cell mechanical properties by nitric oxide. Nitric Oxide. 21, 20–26.

11. Mozar A., Connes P., Collins B., Hardy-Dessources M.D., Romana M., Lemonne N., Bloch
    W., Grau M. 2016. Red blood cell nitric oxide synthase modulates red blood cell deformability
    in sickle cell anemia. Clin. Hemorheol. Microcirc. 64, 47–53.

12. Gao L., Cheng C., Sparatore A., Zhang H., Wang C. 2015. Hydrogen sulfide inhibits
    human platelet aggregation in vitro in part by interfering gap junction channels:
    effects of ACS14, a hydrogen sulfide-releasing aspirin. Heart Lung Circ. 24, 77–85.

13. Minetti G., Ciana A., Balduini C. 2004. Differential sorting of tyrosine kinases and
    phosphotyrosine phosphatases acting on band 3 during vesiculation of human erythrocytes.
    Biochem. J. 377, 489–497.

14. Saldanha C., Silva A.S., Gonçalves S., Martins-Silva J. 2007. Modulation of erythrocyte
    hemorheological properties by band 3 phosphorylation and dephosphorylation. Clin. Hemorheol. Microcirc. 36, 183–194.

15. Brunati M., Bordin L., Clari G., Moret V. 1996. The Lyn-catalyzed Tyr phosphorylation
    of the transmembrane band 3 protein of human erythrocytes. Eur. J. Biochem. 240, 394–399.

16. Petrov V., Lijnen P. 1996. Regulation of human erythrocyte Na+/H+ exchange by soluble
    and particulate guanylate cyclase. Am. J. Physiol. 271, 1556–1564.

17. Sélley E., Kun S., Szijártó I.A. 2014. Exenatide induces aortic vasodilation increasing
    hydrogen sulphide, carbon monoxide and nitric oxide production. Cardiovascular Diabetol. 13, 69.

18. Dodge J., Mitchell C., Hanahan D. 1963. The preparation and chemical characteristics
    of hemoglobin free ghosts of erythrocytes. Arch. Biochem. Biophys. 100, 119–130.

19. Пятакова Н.В., Северина И.С. 2012. Растворимая гуанилатциклаза в молекулярном механизме
    действия лекарственных средств. Биомед. химия. 58, 32–42.

20. Monjok E.M., Kulkarni K.H., Kouamou G.M. McKoy C.A. 2008. Inhibitory action of hydrogen
    sulfide on muscarinic receptor induced contraction of isolated porcine irides. Exp. Eye Res. 87, 612–616.

21. Green B.D., Hand K.V., Dougan J.E., McDonnell B.M., Cassidy R.S., Grieve D.J. 2008.
    GLP-1 and related peptides cause concentration-dependent relaxation of rat aorta through
    a pathway involving K_ATP and cAMP. Arch. Biochem. Biophys. 478, 136–142.

22. Lucas K.A., Pitary G.M., Park J. 2000. Guanylyl cyclase and signaling by cyclic GMP.
    Pharmocol. Rev. 52, 375–413.

23. Taqatqeh F., Mergia E., Neitz A., Eysel U.T., Koesling D., MittmannTh. 2009. More
    than a Retrograde Messenger: Nitric Oxide Needs Two cGMP Pathways to Induce Hippocampal
    Long-Term Potentiation. J. Neurosci. 29. 9344–9350.

24. Feelisch M., Kotsonis P., Siebe J., Clement B., Schmidt H.H. 1999. The soluble guanylyl
    cyclase inhibitor 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3,-a] quinoxalin-1-one is a nonselective
    heme protein inhibitor of nitric oxide synthase and other cytochrome P-450 enzymes
    involved in nitric oxide donor bioactivation. Mol. Pharmacol. 56(2). 243–253

25. Гусакова С.В., Смаглий Л.В., Бирулина Ю.Г., Ковалев И.В., Носарев А.В., Петрова И.В.,
    Реутов В.П. 2017. Молекулярные механизмы действия газотрансмиттеров NO, CO и H₂S в гладкомышечных клетках и влияние NO-генерирующих соединений (нитратов и нитритов)
    на среднюю продолжительность жизни. Усп. физ. наук. 48 (1), 24–52

26. Mustafa A.K., Gadalla M.M., Snyder S.H. 2009. Signaling by gasotransmitters. Sci. Signal. 2(68), re2.

27. Korhonen R., Lahti A., Kankaanranta H., Moilanen E. 2005. Nitric oxide production
    and signaling in inflammation. Curr. Drug Targets Inflamm. Allergy. 4, 471–479.

28. Капилевич Л.В., Носарев А.В., Ковалев И.В., Дьякова Е.Ю., Баскаков М.Б. 2003. Роль
    циклических нуклеотидов в регуляции тонуса легочных артерий кролика. Бюл. эксперим. биол. и мед. 6, 714–717.

29. Cohen R.I., Wilson D., Liu S.F. 2006. Nitric oxide modifies the sarcoplasmic reticular
    calcium release channel in endotoxemia by both guanosine-3′,5′ (cyclic) phosphate-dependent
    and independent pathways. Crit. Care Med. 34, 173–181.

30. Irwin C., Roberts W., Naseem K.M. 2009. Nitric oxide inhibits platelet adhesion to
    collagen through cGMP-dependent and independent mechanisms: the potential role for
    S-nitrosylation. Platelets. 20, 478–486.

31. Ishibashi Y., Duncker D.J., Zhang J., Bache R.J. 1998. ATP-sensitive K+ channels,
    adenosine, and nitric oxide-mediated mechanisms account for coronary vasodilation
    during exercise. Circ. Res. 82, 346–359.

32. Starzyk D., Korbut R., Gryglewski R.J. 1999. Effects of nitric oxide and prostacycline
    on deformability and aggregability of red blood cells of rats ex vivo and in vitro. J. Physiol. Pharmacol. 50. 629–637.

33. Derbyshire E.R., Marletta M.A. 2012. Structure and regulation of soluble guanylate
    cyclase. Annu. Rev. Biochem. 81, 533–539.

34. Wobst J., Rumpf P.M., Dang T.A., Segura-Puimedon M., Erdmann J., Schunkert H. 2015.
    Molecular variants of soluble guanylyl cyclase affecting cardiovascular risk. Circ. J. 79, 463–469.

35. Muravyov A.V., Mikhailova S.G., Tikhomirova I.A. 2015. Role of Intracellular Signaling
    Systems in Regulation of Erythrocyte Microrheology. Biochemistry (Moscow) Suppl. Ser. A: Membrane and Cell Biol. 9, 178–184.

36. Boo Y.C., Jo H. 2003. Flow-dependent regulation of endothelial nitric oxide synthase:
    role of protein kinases. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 285, C499–508.

37. Wang R. 2004. Signal Transduction and the Gasotransmitters. NO, CO and H₂S in Biology and Medicine. Totowa: Humana Press, 377 p.

38. Coletta C., Papapetropoulos A., Erdelyi K., Olah G., Módis K., Panopoulos P., Asimakopoulou
    A., Gerö D., Sharina I., Martin E., Szabo C. 2012. Hydrogen sulfide and nitric oxide
    are mutually dependent in the regulation of angiogenesis and endothelium-dependent
    vasorelaxation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 109, 9161–9166.

39. Giuffrè A., Vicente J.B. 2018. Hydrogen Sulfide Biochemistry and Interplay with Other
    Gaseous Mediators in Mammalian Physiology. Oxid. Med. Cell Longev. 2018. 6290931. eCollection 2018.https://doi.org/10.1155/2018/6290931

Дополнительные материалы отсутствуют.