МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ КОМПОНЕНТА ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ У ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
Пятыгин С. С., Опритов В. А., Половинкин А. В., Воденеев В. А.
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 603600 Нижний Новгород
Исследовали природу генерации
потенциала действия (ПД) в возбудимых клетках стебля (пучковая
паренхима) высшего растения (проростки тыквы
Cucurbita pepo L.).
Генерацию ПД вызывали постепенным охлаждением (1,3-1,5оС/мин)
клеток в интервале от 21 до 6оС. Для анализа природы
генерации ПД использовали ингибиторы клеточного метаболизма (NaN3,
ДЦКД), блокаторы К+- и С1--каналов (тетраэтиламмоний,
этакриновая кислота) и компьютерную обработку кинетики импульсов
с целью построения функции dEm/dt
= f(Em),
где Ет - мембранный потенциал. Показано,
что формирование фазы деполяризации ПД происходит в один этап
с, высокой и постоянной (во всем диапазоне изменения Ет)
скоростью. В основе фазы деполяризации лежат два одновременно
протекающих процесса: выход ионов С1- в связи с резким
(пороговым) изменением хлорной проницаемости плазматической мембраны
и инактивация электрогеиного насоса (Н+-насоса) этой
мембраны. Вероятным триггером обоих процессов является вход в
возбудимые клетки ионов Са2+. Фаза реполяризации ПД
развивается в два последовательных этапа, в пределах каждого из
которых величина dEm/dt сначала возрастает,
а затем снижается. Хронологически первый этап соответствует области
значений Ет ниже К+-равновесного
потенциала, имеет слабую зависимость от температуры и обусловлен
выходом из клеток ионов К+. Хронологически второй этап
охватывает диапазон значений Ет выше К+-равновесного
потенциала, имеет сильную зависимость от температуры и может быть
полностью связан с активацией электрогенного насоса, вызванной,
в том числе, предшествующим выходом К+. Сделан вывод,
что важной отличительной особенностью процесса генерации ПД в
возбудимых клетках высших растений является непосредственное участие
в нем электрогенного насоса (Н+-насоса) плазматической
мембраны, кратковременная инактивация и последующая активация
которого формируют метаболическую компоненту импульса. Работа
выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 97-04-48549)
и программы "Университеты России - фундаментальные исследования"
(грант 3873).