Общая Физиология возбудимых тканей.

1. Физиология как наука. Понятие о функции. Методы физиологических исследований.

Нормальная физиология - наука об объективных закономерностях протекания функций организма в их взаимосвязи и во взаимодействии организма с внешней средой.

Функция - это деятельность и свойство клеток, органов, систем организма, проявляющиеся как физиологический процесс или совокупность процессов.

Функции являются:

1. Специфические - присущие только данной ткани (клетке), например, специфическая функция мышечной клетки - сокращение, нервной - проведение возбуждения.

2. Неспецифические - присущи многим (или всем) тканям и клеткам организма. Например, функция обмена веществ у всех клетках и тканях.

Объектом физиологического исследования является функция организма, его систем, органов и клеток.

Цель физиологии - познания функции и закономерности функций организма для медицинской практики.

Задачей физиологии является изучение функций с целью выявления причин и характера их нарушений при заболевании.

2. Потенциал покоя, его параметры, механизмы происхождения и физиологическая роль.

Потенциал покоя (ПП) - разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны возбудимой клетки, находится в состоянии покоя.

Механизм формирования ПП связан с:

1. Наличием в мембране клетки механизмов активного транспорта веществ - натрий-калиевый насос. Он создает градиент концентрации внутри и вне клетки.

2. Особенностями проницаемости мембраны клетки в состоянии покоя - она ​​проницаема для ионов К + и непроницаема для ионов Na +.

Наиболее важным для создания и поддержания ПП является натрий-калиевый насос (НКН). Структурной едицею НКН является Na / К-транспортный белок, представляет собой АТФазу. Этот белок на внутренней поверхности мембраны расщепляет АТФ в АДФ и фосфат и использует энергию, выделилась на транспортировку трех ионов Na + из клетки и двух ионов К + в клетку. То есть в сумме из клетки за один цикл выделяется один положительный заряд (150-600 в секунду). Таким образом, НКН является электрогенный (создает электрический ток через мембрану), но и может быть электронейтральной, когда на один ион транспортируемого Na + приходится один ион К +. Итак, за счет работы НКН создается и поддерживается градиент концентрации ионов К + и ионов Na + внутри и вне клетки, а именно 145 ммоль / л ионов Na + снаружи и 12 ммоль / л внутри, 4 ммоль / л ионов К + снаружи и 155 ммоль / л внутри. Следовательно, концентрация ионов калия внутри клетки в 40-50 раз больше, чем вне ее, а концентрация ионов натрия, наоборот, в 10 раз меньше. Следует подчеркнуть, что суммарная концентрация анионов внутри и вне клетки одинакова.

Проницаемость мембраны для ионов определяется состоянием каналов мембраны. Состояние каналов определяется состоянием их ворот, которые могут быть открытыми (тогда через канал по градиенту концентрации могут двигаться ионы) и закрытыми. Каналы мембраны являются селективными, т.е. пропускают одни ионы и не пропускают, или очень плохо пропускают другие ионы. В состоянии покоя мембрана возбудимой клетки проницаема для ионов К + (открытые калиевые каналы) и непроницаема для ионов Na + - почти все натриевые каналы закрыты. Это является причиной того, что ионы К + выходят из клетки через калиевые каналы по градиенту концентрации, а анионы Na + зайти в клетку не могут, хотя есть градиент концентрации. Ионы К +, выходя из клетки, выносят положительный заряд на внешнюю поверхность мембраны. Крупномолекулярные органические анионы остаются в клетке и обусловливают отрицательный заряд на внутренней поверхности мембраны.

Физиологическая роль ПП заключается в том, что он является базой, на которой развивается потенциал действия.

 

3. Потенциал действия, его параметры, механизмы происхождения и физиологическая роль.

Потенциал действия (ПД) - быстрое высокоамплитудное изменение потенциала мембраны возбудимой клетки при ее возбуждены.

 В основе изменения мембранного потенциала при возбуждены (т.е. в основе формировании ПД) лежат изменения проницаемости мембраны, связанные с изменениями состояния каналов мембраны под влиянием раздражителя.

О собенностью натриевых каналов является наличие у них двух ворот:

- Активационных - закрыты в состоянии покоя, но могут открываться под воздействием возбудителя;

- Инактивационних - они быстро закрываются после открытия активационных ворот и не могут открываться под влиянием раздражителя.

Раздражитель приводит открытие активационных ворот натриевых каналов  лавинообразный вход Na + в клетку по градиенту концентрации  уменьшения избытка анионов внутри клетки (так как ионы Na + заряженные положительно). Анионы, которые направляются к мембране за ионами Na +, зайти в клетку не могут  они уменьшают избыток положительных зарядов на внешней поверхности мембраны клетки. Благодаря этому разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны уменьшается, а потом и вовсе исчезает. Так развивается фаза деполяризации ПД.

Но вход ионов Na + в клетку не прекращается и теперь в клетке создается избыток положительных ионов Na +, а на ее поверхности - избыток анионов  перезарядка мембраны - фаза реверсполяризации.

Натриевая активация (состояние каналов при открытых активационных воротах) быстро меняется натриевой инактивацией - закрытием инактивацийних ворот  вход ионов Na + в клетку при этом прекращается. Раздражитель меняет не только состояние натриевых каналов, но и состояние калиевых каналов  они также активируются, т.е. открывается дополнительное количество калиевых каналов. Но во времени этот процесс развивается значительно медленнее, чем натриевая активация.

Вследствие различной скорости развития во времени натриевой и калиевой активации под влиянием раздражителя, развитие натриевой инактивации сопровождается развитием калиевой активации. Поэтому, когда ионы Na + перестают входить в клетку, выход ионов К + из нее увеличивается. Именно это приводит к восстановлению исходного уровня мембранного потенциала - фаза реполяризации.