– различная скорость пассивной диффузии ионов через каналы мембраны – в состоянии покоя ее проницаемость для ионов натрия приблизительно в 50 раз ниже, чем для ионов калия;

– наличие специальных механизмов трансмембранного переноса ионов на наружных мембранах клеток, которые обеспечивают активный перенос ионов против градиента концентрации: ионы калия входят в клетку, а ионы натрия выходят из нее.

При взаимодействии биологически активного вещества (БАВ) с рецептором резко изменяются свойства мембраны. Натриевые каналы открываются и ионы натрия поступают в клетку. Скорость поступления ионов натрия превышает данный показатель для ионов калия примерно в 20 раз. Отрицательный заряд внутренней поверхности мембраны не только полностью компенсируется притоком ионов натрия, но она даже приобретает положительный заряд (+30 мВ). Этот скачок потенциала от —80 мВ до +30 мВ называется фазой деполяризации.

Важно отметить, что конформационные изменения ионных (Nа^>+ и К^>+) каналов регулируются ионами кальция (Са^>2+). Ионы кальция взаимодействуют со специфическими структурными единицами клеточной мембраны (рецепторами). В результате повышается ее проницаемость для ионов.

Процесс поступления ионов натрия в клетку заканчивается (каналы закрываются) после прекращения взаимодействия БАВ с рецептором (натриевые каналы инактивируются). Проницаемость мембраны для ионов возвращается в исходное состояние, а именно – вновь становится низкой для ионов натрия и высокой для ионов калия (калиевые каналы открываются). Механизмы активного транспорта ионов (натриевый насос) начинают осуществлять выброс ионов натрия из клетки и вход ионов калия в клетку. В результате восстанавливается ионная асимметрия мембраны. Эта фаза называется реполяризацией.

Развитие потенциала действия в клетках сопровождается изменением их функциональной активности, в частности осуществляется проведение нервного импульса по нервному волокну и т. д.

Виды нарушения функциональной активности натриевых каналов:

• предотвращение инактивации Nа^>+-каналов – биологические токсины (типа бутрахотоксина, аконита, вератри-дина, яда скорпионов) – взаимодействуют с рецепторами, расположенными в ионных каналах и пролонгируют ток ионов натрия; считается, что эти соединения повышают активность Nа^>+-каналов;

• блокада Nа^>+-каналов – биологические токсины (токсины морских животных, тетродоксин, сакситоксин) – связываются с рецепторами ближе к наружной поверхности мембраны и нарушают вход ионов натрия в клетки.

Средства для местной анестезии действуют в области натриевых каналов в различных клетках организма. Эффект МА наиболее выражен в области нервных окончаний, нервных волокон и кардиомиоцитов.

Местноанестезирующие средства нарушают развитие фазы деполяризации в результате взаимодействия со специфическими рецепторами, расположенными в потенциалчувствительных натриевых каналах. В результате развивается время- и потенциалзависимая блокада канала. Эти рецепторы в норме взаимодействуют с ионами кальция.

Выявлено, что МА способны взаимодействовать с рецептором как в виде неионизированной [МА], так и ионизированной [МАН^>+] формы. Как показано на рисунке 1, место связывания для неионизированных молекул на специфическом рецепторе расположено ближе к наружной поверхности мембраны, а для ионизированных форм – к внутренней. Чтобы осуществилось присоединение местного анестетика к месту связывания, расположенном ближе к внутреннему краю мембраны, молекула ЛС должна проникнуть внутрь клетки. Для того чтобы соединение поступило в клетку оно должно находиться во внеклеточной среде в неионизированном виде. В цитоплазме клеток происходит диссоциация молекулы МА с образованием катиона, который и взаимодействует с рецептором. При присоединении МА к рецептору происходят структурные изменения липопротеинов мембраны, что вызывает уменьшения диаметра и проницаемости натриевого канала. Считается, что большее значение в реализации анестезирующего эффекта имеет взаимодействие с рецепторами именно ионизированной формы МА.