91. Раздражимость и возбудимость живых тканей. Мембранный потенциал покоя.

Раздражимость– это способность клеток отвечать на внешние воздействия той или иной формой деятельности (переход из состояния покоя в состояние активности под влиянием раздражителей). Раздражимость-свойство, раздражение-процесс Характерным признаком раздражимости является то, что энергия для этих реакций возникает не за счёт внешних воздействий, а в результате внутриклеточных процессов, которые запускаются внешним воздействием. Поэтому сила и форма реакции не определяется силой внешнего сигнала. Все раздражители, действующие на клетку, делятся на адекватные и неадекватные. Первые вызывают возбуждение даже при очень малой силе возбуждения и к их воздействию клетки эволюционно приспособлены (свет для фоторецепторов глаза, звук для слуховых рецепторов). Раздражители, к действию которых клетки- рецепторы- эволюционно не приспособлены, называются неадекватными (механическое воздействие на глаз, электрическое – на любые рецепторы). Минимальная сила раздражителя является пороговой или порогом. Раздражитель меньшей силы называется соответственно подпороговым, а большей – надпороговым. Возбудимость-образование электрич. импульса в ответ на раздражение. Возбуждение-процесс высвобождения ткани энергии. Показатели возбудимости: 1.порог силы; 2.порог времени; 3.миним. градиент раздражения; 4.локальный(местный)ответ; 5.потенциал действия; 6.возбуждающий и тормозной постсинаптич. потенциал; 7.генераторный мембр.потенц. Мембранным потенциалом называется разность потенциалов между внутренней (цитоплазматической) и наружной поверхностями мембраны: _м = _нар- _вн Мембранные потенциалы подразделяются на потенциалы покоя и потенциалы действия. Потенциал покоя - стационарная разность электрических потенциалов, регистрируемая между внутренней и наружной поверхностями мембраны в невозбужденном состоянии. Потенциал покоя определяется разной концентрацией ионов по разные стороны мембраны и диффузией ионов через мембрану. Если концентрация какого-либо иона внутри клетки С_вн отлична от концентрации этого иона снаружи С_нар и мембрана проница­ема для этого иона, возникает поток заряженных частиц через мембрану, вследствие чего нарушается электрическая нейтральность системы, образуется разность потенциалов внутри и снаружи клетки _м = _нар- _вн которая будет препятствовать дальнейшему перемещению ионов через мембрану. При установлении равновесия выравниваются значения электрохимических потенциалов по разные стороны мембраны. Возбудимым клеткам при отсутствии пороговых раздражителей свойственно состояние физиологического покоя. Электрическое поле мембранного потенциала покоя обеспечивает закрытое состояние так называемых активационных ворот натриевых каналов и открытое состояние их инактивационных ворот. Этим обеспечивается состояние покоя и готовности к возбуждению.

92. Мембранный потенциал действия. Биопотенциалы как носители информации живых организмов.

Потенциалом действия (ПД) называется электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости мембраны и связанный с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения. Характерные свойства потенциала действия: 1) наличие порогового значения деполяризующего потенциала; 2) закон "все или ничего", то есть, если деполяризующий потенциал больше порогового, развивается потенциал действия, амплитуда которого не зависит от амплитуды возбуждающего импульса и нет потенциала действия, если амплитуда деполяризующего потенциала меньше пороговой; 3) есть период рефрактерности, невозбудимости мембраны во время развития потенциала действия и остаточных явлений после снятия возбуждения; 4) в момент возбуждения резко уменьшается сопротивление мембраны. Развитие потенциала действия происходит в 3 фазы: 1.деполяризация, 2.пик, 3.реполяризация. Потенциал действия (ПД) возникает в ответ на действие порогового раздражителя при достижении критического уровня деполяризации. Это очень быстрый кратковременный процесс. Причиной развития потенциала действия является вызываемое критической деполяризацией мембраны открытие её натриевых и калиевых каналов. Каналы, открываемые электрическим стимулом, называют потенциалозависимыми. Вход ионов натрия в клетку обеспечивает восходящую фазу пика потенциала действия, то есть деполяризацию.Если мембранный потенциал покоя возвращается к величине, характерной для покоя, то натриевый ток и исчезает в 10 раз быстрее, чем калиевый. Инактивация очень важный механизм, который способствует прекращению пика потенциал действия, развитию временной невозбудимости – рефрактерности. Она устраняется после реполяризации мембраны. Локальный ответ также как и потенциал действия обусловлен повышением проницаемости мембраны для натрия. Но этого повышения недостаточно, чтобы вызвать быструю деполяризацию. Кроме того, она тормозится инактивацией натриевых и активацией калиевых каналов. Амплитуда локального ответа пропорциональна силе подпорогового раздражителя, а не стандартна, как у потенциала действия, то есть не подчиняется закону «всё или ничего». Амплитуда локального ответа увеличивается по мере приближения стимула к пороговой величине, а затем он перерастает в потенциал действия, так как скорость увеличения натриевой проницаемости мембраны начинает превышать скорость роста калиевой проницаемости.

Формирование потенциала действия вызывается ионными потоками через мембрану: сначала ионов натрия внутрь клетки, а затем - ионов калия из клетки в наружный раствор, что связано с изменением проводимости мембраны для ионов калия и натрия.