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; ННГУ, биологический факультет, кафедра биофизики
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 6oС.
Для анализа природы генерации ПД использовали ингибиторы клеточного
метаболизма?(NaN3, ДЦКД),?блокаторы?K+?и?Cl- -каналов
(тетраэтиламмоний, этакриновая кислота) и компьютерную обработку
кинетики импульсов с целью построения функции?dEm/dt
= f(Em),?где?Em -
мембранный потенциал. Показано, что формирование фазы деполяризации?ПД?происходит
в один этап с высокой и постоянной?(во всем диапазоне изменения
Em)?скоростью. В основе фазы деполяризации лежат
два одновременно протекающих процесса: выход ионов?Cl-?в
связи с резким (пороговым) изменением хлорной проницаемости плазматической
мембраны и инактивация электрогенного насоса?(H+насоса)
этой мембраны. Вероятным триггером обоих процессов является вход
в возбудимые клетки ионов?Ca2+.?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?Em?ниже?K+
равновесного потенциала, имеет слабую зависимость от температуры
и обусловлен выходом из клеток ионов?K+. Хронологически
второй этап охватывает диапазон значений?Em?выше?K+
равновесного потенциала, имеет сильную зависимость от температуры
и может быть полностью связан с активацией электрогенного насоса,
вызванной, в том числе, предшествующим выходом?K+.
Сделан вывод, что важной отличительной особенностью процесса генерации?ПД?в
возбудимых клетках высших растений является непосредственное участие
в нем электрогенного насоса?(H+насоса) плазматической
мембраны, кратковременная инактивация и последующая активация
которого формируют метаболическую компоненту импульса. Работа
выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных
исследований (грант 97-04-48549) и программы "Университеты
России - фундаментальные исследования" (грант 3873).