Электрические явления в нервно-мышечной системе. Лекция №2. Электрокинез: происхождение мембранного потенциала и пд.
Строение и функции клеточной мембраны.
В наше время принята жидкостно-мозаичная модель строения мембраны толщиной
6-10 нм. Мембрана состоит из двойного слоя фосфолипидов и белков.
Белки «плавают» на поверхности в виде отдельных глобулярных молекул.
Белки и липиды мембраны находятся в жидкостно-кристаллическом состоянии и составляют 20-30% и 70-75% ее сухой массы. Соотношение белков и фосфолипидов — 1:75-90. В такой мембране молекулы липидов и белков сохраняют подвижность. Белки имеют глобулярное и фибриллярное строение.
Белки делятся по функциям на:
ферментативные белки
рецепторные
транспортные
структурные
В состав мембраны также входят углеводы (до 10% общей сухой массы) в форме мукополисахаридов и мукопротеинов. Мукополисахариды выполняют рецепторную функию и располагаются в виде кустиков на поверхности мембраны. Мукополисахариды и мукопротеины образуют гликокаликс.
Для пропускаемости в мембране имеются поры диаметром 0,4-0,8 нм. Они выстланы белками, которые образуют различные каналы. Высокомолекулярные соединения проникают путем фаго- и пиноцетоза.
Функции кеточной мембраны:
барьерная
избирательная проницаемость
поддержание гомеостаза
транспортная
регуляторная
защитная (антигенные свойства)
рецепторная
Избирательная проницаемость.
Мембрана легкопроницаема для жирорастворимых веществ, молекулы которых проникают через липидный марганец. Крупные водорастворимые молекулы (в том числе анионы органических веществ) по существу не могут проникать через мембрану, но зато могут выходить путем экзоцитоза. В мембране есть каналы для воды, малорастворимых мелких веществ и малых ионов. Существуют также ионопроводящие каналы для K+, Na+, Ca2+, Cl-.
Каналы по селективности:
Специфические: – быстропроводящие; – пропускают только свойственный им ион; – имеют воротный механизм, в состоянии покоя ворота закрыты; |
Неспецифические: – пропускают несколько видов ионов (K+, Na+, Ca2+, Cl-), более проницаемы для K+; – нет воротного механизма, постоянно открыты; |
Каналы по типу активации:
Электровозбудимые (потенциалзависимые) – каналы, ворота которых чувствительны к изменению электрического поля мембраны. |
Хемовозбудимые (лигандзависимые) – каналы, у которых ворота связаны с рецепторами и открываются только тогда, когда рецептор провзаимодействует с химическим веществом, которое подходит к нему, как ключ к замку. |
Механактивируемые – каналы, ворота которых открываются при механическом воздействии на них (фотон на палочки и колбочки). |
Каналы по кинетике:
быстрые (Na-каналы)
медленные (K-каналы)
смешанные
Переход веществ осуществляется:
Пассивно (без затрат энергии, по градиенту концентраций)
– простая диффузия (жирорастворимые вещества или вода и растворы веществ через постоянно открытые поры)
– диффузия ионов (через ионные каналы, зависит от состояния каналов, и поэтому регулируется)
– осмос (движение молекул растворителя через мембрану из области меньшей в область большей концентрации растворенного вещества); осмотическое давление — наименьшее давление, которое необходимо приложить к раствору для того, чтобы предотвратить перетекание растворителя через мембрану;
– облегченная диффузия (полярные молекулы: АМК, моносахариды; через изменение конформации, поворот белка)
– фильтрация
Активно ( с затратами энергии, против градиента концентраций, за счет энергии гидролиза АТФ; перенос осуществляется белковыми ферментами — транспортными АТФазами – через ион-насосы)
– первично-активный транспорт
– вторично-активный транспорт (получение энергии из транспорта других веществ)
Иннервация скелетных мышц
осуществляется аксонами мотонейронов (находятся в спинном мозге и стволе головного мозга)
??????
Группа мышечных волокон, иннервируемая одним нервным волокном – двигательная единица.
Количество мышечных волокон в ней различно в зависимости от функциональной принадлежности мышц (например, в глазном яблоке от 3 до 6 мышечных волокон, в пальцах 10-25, а в туловище 500 и более).
Сила мышцы пропорциональна числу волокон и зависит площади ???? поперечного сечения, пересекающего все действующие мышечные волокна.
Абсолютная сила мышц — максимальный груз (в кг), который она может поднять на 1 см^3 (жевательная мышца — 10 кг/см^3, икроножная — 6).
На силу влияет скорость сокращения: чем меньше скорость сокращения, тем больше сила мышц.
Тонус мышц.
В организме в покое мышца расслаблена не полностью, а сохраняет упругость — тонус.
Тонус скелетных мышц имеет рефлекторную природу и полностью зависит от мотонейронов ЦНС, постоянно посылающих импульсы. При разрушении ЦНС тонус скелетных мышц пропадает.
Особенности морфологии и физиологии гладких мышц.
Гладкие мышцы формируют мышечные слои внутренних органов и образованы мышечными клетками веретеновидной формы диаметром от 2 до 10 нм и длиной от 50 до 400 мкм.
Ядро клетки находится в центре, а миофибриллы расположены по периферии в разных направлениях. Отдельные клетки соединены между собой нексусами (участками плотного соприкосновения мембраны, через которые легко проходит ПД).
Гладкие мышцы иннервируются импульсами вегетативной НС.
Среди гладких мышечных клеток есть пейсмейнеры, способные спонтанно генерировать ПД кальциевой природы, т. е. гладкая мышечная ткань обладает свойством автоматии (сокращения под действием импульсов, возникающих в ней самой). Периодически возникающие ПД распространяются со скоростью 5-10 см/с и создают миогенный тонус гладких мышц. Каждый ПД вызывает одиночное сокращение, которое длится несколько секунд.
Тетамус при низких частотах