МОДЕЛЬ АВТОРЕГУЛЯЦИИ В СИСТЕМЕ КАНАЛОВ АКСОНА КАЛЬМАРА
Буравцев В. Н., Суздалев Ф. И.
ИХФ РАН, 117977 Москва
Предложена математическая
модель описывающая взаимодействия в системе каналов аксона кальмара,
переменными которой являются концентрации каналов и напряжение
на мембране. Модель представляет собой математическую формулировку
известных данных о мембране аксона: существуют каналы определяющие
селективную проводимость; образование и коллапс канала -
стохастический процесс; изменение состояния канала сопровождается
переносом "воротного" заряда; электродиффузионный потенциал
мембраны связан с селективными проводимостями и равновесными потенциалами
Na и K уравнением Ходжкина - Горовитца. При этом используются
простейшие описания перечисленных фактов: зависимость селективных
проводимостей от концентраций соответствующих каналов задается
линейной; количество состояний канала считается равным двум; кинетика
релаксации переменных модели к своим стационарным значениям описывается
как мономолекулярная; при этом, стационарные распределения каналов
по состояниям полагаются равновесными и подчиняются закону Больцмана,
а времена релаксации концентраций каналов не зависящими от электрического
напряжения; воротный заряд так же считается не зависящим от напряжения.
Анализ решений
показал, что для описания генерации и распространения нервного
импульса вполне достаточно предложенного в представленной работе
простейшего описания общепринятых представлений об основных участниках
процесса возбуждения и их взаимодействии.
Новые данные о
роли и природе процессов инактивации и иммобилизации, определение
числа промежуточных закрытых состояний канала, решение вопроса
о зависимости воротного заряда от напряжения и т.п. могут стать
основанием для более точного описания заложенных в модель представлений.
Подобное уточнение наверняка добавит интересные и, возможно, существенные
детали в описание процесса генерации потенциала действия, но не
более того. Представленные
в настоящей работе результаты позволяют отличить основных участников
процесса возбуждения и те взаимодействия между ними, которые определяют
саму возможность генерации нервного импульса и основные его параметры