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