Концентрация ионов внутри и вне клетки
Ионы (ммоль/л) |
Внутри клетки |
Вне клетки |
Натрий |
10-20 |
140 - 150 |
Калий |
150 |
4.5-5.5 |
Кальций (моль/л) |
10-7 – 10-8 |
2 – 2.5 |
Хлор |
9 |
125 |
Итак, есть два факта, которые необходимо учесть, чтобы понять механизмы, поддерживающие мембранный потенциал покоя.
Концентрация ионов калия в клетке значительно выше, чем во внеклеточной среде. 2. Мембрана в покое избирательно проницаема для ионов К+ , а для Nа+ проницаемость мембраны в покое незначительна. Если принять проницаемость для калия за 1, то проницаемость для натрия в покое составит лишь 0,04. Следовательно, существует постоянный поток ионов К+ из цитоплазмы по градиенту концентрации. Калиевый ток из цитоплазмы создает относительный дефицит положительных зарядов на внутренней поверхности, для анионов клеточная мембрана непроницаема, в результате цитоплазма клетки оказывается заряженной отрицательно по отношению к окружающей клетку среде. Эта разность потенциалов между клеткой и внеклеточным пространством называется мембранным потенциалом покоя (МПП). В покое клеточная мембрана поляризована – обладает различным зарядом на внутренней и внешней стороне. Если этот заряд уменьшается, говорят о деполяризации клетки, а если увеличивается – о гиперполяризации.
10. Потенциал действия. Нарисуйте график изменения мембранного потенциала и укажите ионные процессы при развитии пд.
Результат взаимодействия медиатора с мембранными рецепторами постсинаптической мембраны приводит к изменениям проницаемости этой мембраны для ионов путем активации или инактивации ионных каналов. На постсинаптической мембране могут открываться (или закрываться) натриевые, кальциевые, калиевые или хлорные каналы. Результатом этого процесса будет движение ионов по градиенту концентрации и изменение мембранного потенциала постсинаптической мембраны. В случае активации натриевых каналов ионы натрия по градиенту концентрации будут поступать в клетку и произойдет деполяризация постсинаптической мембраны. Если деполяризующий ток ионов велик (натриевые каналы), на постсинаптической мембране возникает импульс возбуждения – потенциал действия. Чаще же на постсинаптической мембране возникает лишь незначительная, не достигающая порогового уровня деполяризация, локальный ответ (ЛО). В зависимости от расположения синапса этот ЛО называется или ВПСП (возбуждающий постсинаптический потенциал в центральных синапсах) или ПКП (потенциал концевой пластинки в нервномышечных синапсах).
Рисунок Изменение потенциалов пресинаптической и постсинаптической мембраны
1 – пресинаптическая мембрана, 2 – постсинаптическая мембрана
11. Строение химического синапса, его физиологическая роль.
Синапсы – это специализированная структура, которая обеспечивает передачу нервного импульса из нервного волокна на эффекторную клетку – мышечное волокно, нейрон или секреторную клетку.
Синапсы – это места соединения нервного отростка (аксона) одного нейрона с телом или отростком (дендритом, аксоном) другой нервной клетки (прерывистый контакт между нервными клетками).
В химических синапсах возбуждение передается с помощью химического вещества - МЕДИАТОРА.
В структуре синапса принято выделять пресинаптическую мембрану, образованную терминалью аксона, синаптическую щель и постсинаптическую мембрану, каждая структура выполняет свою функцию (рис.19).
Рисунок. Структура синапса.
Пресинаптическая мембрана терминали аксона представлена, как правило, утолщением, в котором содержится множество гранул диаметром от 20 - 40 до 120 нм. С помощью гистохимических методов было установлено, что в гранулах содержится химические вещества, различные для различных нейронов, эти химические вещества были названы медиаторами – химическими «посредниками» в передаче электрического импульса с пресинаптической к постсинаптической мембране.
Постсинаптическая мембрана имеет мембранные рецепторы – сложные комплексы интегральных белков, пронизывающих клеточную мембрану, как правило, состоящие из нескольких субъединиц. В мембранных рецепторах одна часть способна распознавать собственный медиатор и связываться с ним, а вторая – представлена или ионным каналом, или системой специальных мембранных ферментов, которые называются внутриклеточными посредниками.