2. Фізіологія збудливих структур

Які структури називають збудливими?

Збудливими структурами називають такі, які передають інформацію чи викликають функцію шляхом зміни мембранних потенціалів. До збудливих структур належать нервові, м'язові та секреторні клітини.

Яке мас значення вивчення фізіологічних функцій збудливих структур?

Збудження є основною функцією всіх збудливих структур.

Збудження - це процес, який виникає на мембрані збудливої структури при подразненні і супроводжується зменшенням її мембранного потенціалу/

Враховуючи те, що збудливі тканини в цілісному організмі забезпечують його здатність реагувати на дію зовнішніх і внутрішніх подразників, реєстрація й аналіз параметрів електричної активності збудливих тканин має практичне значення, бо вона лежить в основі таких клінічних методів дослідження, як електрокардіографія (ЕКГ), електроенцефалографія (ЕЕГ), електроміографія (ЕМГ) та інші.

Тема 1. Мембранні потенціали нервових і м'язових клітин

Як побудована мембрана збудливих клітин?

Мембрана збудливих клітин має у своїй структурі подвійний шар ліпідів і білки. Через ліпіди можуть проходити лише жиророзчинні речовини. Білки, які проходять через товщу мембрани (інтегральні білки), утворюють іонні канали, через які можуть проходити іони калію, натрію, кальцію, хлору та інші Поверхневі білки виконують функцію рецепторів, які можуть утворювати комплекси з хімічними речовинами (гормонами, лікарськими препаратами) і змінювати функцію клітини. Білки мембрани входять також до складу ферментів, або приймають участь у транспорті іонів через мембрани проти градієнта концентрації (іонні насоси).

Яку роль відіграють іонні канали мембрани?

Іонні канат - це інтегральні білки в мембрані клітини, через які можуть проходити іони натрію, калі., кальцію, хлору, інші.

Іонні канали можуть бути відчиненими чи зачиненими. Коли іонні канали відчинені, через них можуть проходити окремі іони, коли зачинені - іони не проходять.

Втштш чи зачииеиня іонних каналіє ^оа₌^^

• Потещіалозалежні ворота - це такі, які відчиняються

при зміні мембранного потенціалу. Тиняються _чи зачиняються при

• Хемозалежні ворота - це такі які відч^я т^я _{медіаторами}, взаємодії циторепепторів мембрани (поверхневих оілків) мед р

гормонами. _{г 0}

Яку роль відіграють насоси меморани

Насоси мембрани - 6^ - - -™_ом \„ (аденозинтрифосфорної кислоти), яка - ї ; , вбрану проти градієнту АТФ-азн, здійснюють активний транспорт юнш м.мєран) р

концентрації, завдяки чому виникає іонна аспме.р.я. іонів калію у 35 раз більшу у клітині, ніж у міжкліь більше у міжклітинній рідині у Ю раз, ніж > клітка. ^ Що називають мембранним потенціалом Мембранний потенціал - це різниця шне внутрішньою поверхнями мембрани. ,_ппк._ою<>

и. Що називають мембранним ом спо^ ^

Мембранний потенціал спокою (Ш^ - - д-зовнішню та внутрішньою поверхнями меморани ь _; -О стані спокою / Які параметри мас мембранний потенціал -окшо

МПС у збудливих клітинах становить _вс- ^ ₍._}>

Внутрішньоклітинна поверхня меморан _вну/_рішньої зовнішньоклітинна поверхня має позитивний з^ наносно у

—Які іонні механізми обумовлюють «--^^^^ ₃ клітини . МПС обумовлений ди^єюі^^^ _нцР_нт>_{ащя іонів} назовні завдяки градієнту кони...-,------ , _{а пша}

калію у збудливих клітинах _каналів мають

клітиною - 140 мекв/л, більшій • '^^1ЄВИХ

відкриті ворота. ■ _ніж дтя іонів натрію.

. ПрОНИКНІСТЬ Мембрани ДЛЯ ІОНІВ КаЛіК - ніж дл ^ V

Отже основну роль у створенні МПС еийг_Рае оифузш юнг. А Для аніонів мембрана не прониклива

м„+ К+ насосу ь створенні МПС незначна і Електрогенна роль №і - А насосу і

- . \- кнтини в оомін на / полягає в тому, що насос викачує . ю,, >- з кліти

іони К⁺, які заходять у клітину.

збудливих клітинах

:ій рідині, а іонів натрію

іалів між зовнішньою і

Збільшення концентрації К+ у позаклітинному просторі (е) призводить

до зменшення МПС - деполяризації (МПС стає більш позитивним) ^ПрЮВ°^ДИТЬ

тВ

0­-20" -40"

-60" Емпс-80-

Деполяризація

^ь^І^Г^ ^{К+ В П}°^3а™^ном>' естері (е) призводить до зоїльшення МПС - пперполяризащї (МПС стає більш негативним):

тВ

0­-20" -40"

-60" Емпс-80-

Що називають потенціалом дії? Які він мас фази?

'. " Потенціал дії (ГІД) - це швидка високсамплітудна зміна мембранного потенціалу, що забезпечує передачу інформації в нервових і м'язових клітинах на відстань . ПД має фази:

• деполяризації (а) - зменшення мембранного потенціалу до 0 і реверсія потенціалу (б) - відхилення в позитивний б:к:

• реполяризації (в) - повернення мембранного потенціалу до величини

МПС.

Схема розвитку ПД:

1 Фаза деполяризації. 2.Реверсія потенціалу. З Фаза реполяризації.

-60 Емпс-80-

^ Які іонні механізми походження ПД?

4- 1-У мембранах нервових і м'язових • знаходяться №⁺ і К⁺ канали, кожен канал пропускає тільки відповіли: :: нн

4- 2.Канали мають потенціалозалежн: верста, які відчиняються чи зачиняються залежно від зміни мембранного потенціалу

4 3.Регуляція стану воріт Иа⁺ " каналів:

а) №⁺ " канали мають;

• активаційні ворота - щ, розташовані на зовнішній г.: верхні мембрани;

• інактиваційні ворота - ц, розташовані на внутрішній л: верхні мембрани.

б) Щоб іМа⁺ зміг пройти через канал ;а градієнтом концентрації, потрібно відчинення т і Ь воріт каналу:

• коли ворота "т" відчинені, канат назива-гть; - активованим;

• коли ворота "п" зачинені, канал називається інлктпвованим. У стані спокою ворота " т" зачинені, а ворога іл" відчинені.

4. Регуляція стану воріт К⁺ каналів:

а) К⁺- канали мають тільки одні ворота - п активаційні), розташовані на поверхні мембрани; інактиваційні ворота відсутні

б) Коли ворота "п відчинені - канал активований, через нього може

проходити К⁺ за градієнтом концентрацій > ¹

в) МПС підтримує." т" і "п" ворота відповідних іонних каналів зачиненими," к" ворота - відчиненими.

К⁺- каналів при МПС від -70мВ до -90 мВ відчинено в 10 разів більше,

ніж Иа⁺- каналів, що свідчить про наближення МПС до Ек⁺- калієвого

рівноважного потенціалу.

5. Механізми розвитку ГІД:

а) Фаза деполяризації обумовлена відчиненням активаційних воріт всіх К^га - каналів мембрани при зменшенні мембранного потенціалу до порогової величини (рівня критичної деполяризації - Е_к) під впливом стимулу

електричного струму і входженням іонів №+ у клітину за градієнтом концентрації. Провідність мембрани для іонів №+ перевищує провідність для іонів К⁺,

б) Реверсія потенціалу є часткою фази деполяризації ПД, коли мембранний

потенціал стає позитивним, але він не досягає Иа+рівноважного потенціалу.

Тетродотоксин блокує потенціалозалежні активаційні ворота (т) -каналів і ПД не виникає.

Позаклітинна рідина

-ворота

Біліпідний < і л

шар

мембрани

в) Фаза реполяризації обумовлена:

- інактивацією N3+- каналів - зачиненням й-ворїт при виникненні деполяризації;

• активацією К⁺- каналів при виникненні деполяризації і виходом іонів К⁺ з клітини більше, ніж у стані спокою.

• Комбінований ефект інактивації Ка⁺- каналів і активації більшої кі.ті,косп іЧд_ -каналів пішзвсіщигь :ю збільшення провідності мембрани до К⁺ і реполяризації мембрани.

г) ПД підпорядковується закону "все або нічого" - його параметри залежать від властивостей мембрани.

Схема розвитку фази реполяризації ПД:

натрієва інактивація і калієва активація

+

Аніони (-

зорота

- + -