Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2021, T. 500, № 1, стр. 470-473

РЕЗУЛЬТАТЫ

При потенциале фиксации –70 мВ в ответ на нарастающие ступени деполяризующих импульсов по +10 мВ регистрировались ионные токи от целой клетки, состоящие из токов положительной и отрицательной полярности (рис. 1а).

Рис. 1.

Влияние различных концентраций калия во внешнем растворе на амплитуду хлорных токов. а – Кривые записи токов при разных концентрациях калия (потенциал фиксации –70 мВ): 1–5 мМ, 2–0 мМ, 3–9 мМ, 4–15 мМ; б – графики амплитуды хлорных токов при различных концентрациях калия (потенциал фиксации –70 мВ). По оси ординат – величина тока в пА; по оси абсцисс – уровень мембранного потенциала в мВ.

Такие ответы соответствуют классическим представлениям: быстрый, входящий в клетку ток ионов натрия, вызывающий деполяризацию мембраны, и выходящие токи, переносимые ионами калия, компенсирующими деполяризацию на мембране.

По окончании каждого тестового импульса, в зависимости от ионных условий, можно было регистрировать небольшой ток, направленный “вверх” от базовой линии. Максимальная величина этого тока обычно не превышала 100–300 пА. При потенциале на мембране ниже –20 мВ этот ток реверсирует, приобретает входящее направление, однако его амплитуды не превышали 50–80 пА. В предыдущих исследованиях нами было показано, что этот ток является кальций-активируемым хлорным током [12–14]. Уменьшение наружной концентрации ионов калия вело к увеличению (или к появлению, в случае отсутствия при 5 мМ) этого выходящего тока, который достигал максимальных значений (до 1.8 нА) при 0 мМ калия (рис. 1а, 1б). Увеличение концентрации внешнего калия свыше 5 мМ вело к сдвигу потенциала реверсии тока в область –60 мВ на мембране клетки. При концентрации калия порядка 7 мМ происходила полная реверсия направления тока, который становился входящим. На графике видно, что амплитуда входящего тока увеличивалась значительно при увеличении калия до 9 мМ, а особенно она вырастала при увеличения калия до 15 мМ (рис. 1а, 1б). Было также установлено, что амплитуды и проводимость этого тока незначительно  зависят  от  потенциала  фиксации:  при –40 мВ токи имели несколько большую амплитуду, чем при –70 мВ, а при –100 мВ токи были немного меньше, чем при –70 мВ.

В то же время влияние изменений в концентрации внешнего калия на входящие быстрые натриевые токи (рис. 2А) и на выходящие (преимущественно, калиевые) токи (рис. 2Б) было незначительным и не превышало 20%.

Рис. 2.

Влияние различных концентраций калия во внешнем растворе на амплитуду входящих и выходящих токов в нейронах Пуркинье. а – график зависимости амплитуды быстрых натриевых токов от концентрации калия (потенциал фиксации –70 мВ); б – график зависимости амплитуды выходящих (преимущественно, калиевых) токов от концентрации калия (потенциал фиксации –70 мВ).

Наши исследования показали, что изменения в концентрации внешнего калия приводят к существенному изменению амплитуды и проводимости хлорного тока через КАХК. Изменения в работе КАХК существенно больше, чем изменения, оказываемые теми же концентрациями наружного калия на другие ионные каналы – натриевые или катионные (калиевые). Это указывает на то, что калий осуществляет более избирательное действие на токи КАХК.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что существует избирательное влияние некоторых экстраклеточных катионов и анионов на другие ионные каналы. Хорошо известным фактом является четкая зависимость активации целого ряда каналов – калиевых, хлорных и других – от концентрации внутриклеточного кальция. О влиянии каких-либо экстраклеточных ионов на каналы, проводящие отличные от них ионы, известно крайне мало.

Ранее нами показана зависимость быстрых натриевых токов в нейронах Пуркинье от концентрации наружного хлора [15]. Изложенные в этой статье (и ранее) результаты позволяют говорить о том, что наряду с внутриклеточной регуляцией кальцием в нейронах имеется значительное влияние ряда ключевых ионов – калия, хлора – на функционирование соседних каналов (и проводимых ими токах), осуществляемое ими с наружной стороны мембраны, т.е. концентрациями этих ионов в межклеточной (спиномозговой) жидкости.