Свойства возбудимых тканей

1)Возбудимость – способность возбуждаться.

2)Проводимость – способность проводить возбуждение (т.е проводить ПД).

3)Сократимость – способность развивать силу или напряжение при возбуждении.

4)Лабильность – способность к ритмической активности.

5)Способность выделять медиатор (секрет - для железистых структур).

Классификация биоэлектрических явлений

Биопотенциалы – все виды электрических процессов в живых системах.

Потенциал повреждения – разность потенциалов между поврежденной и неповрежденной поверхностями живых возбудимых тканей.

Мембранный потенциал (МП) – разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями клетки в покое. (от – 50 до – 80 мВ)

Рецепторный потенциал – изменение МП рецепторных клеток во время их возбуждения.

Постсинаптические потенциалы – ВПСП, ТПСП(возбуждающий, тормозящий постсинаптический потенциал) ПКП(потенциал концевой пластинки).

Вызванный потенциал – ПД нейрона, возникающий в ответ на возбуждение рецептора, несущего информацию к этому нейрону.

ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ – суммарная электрическая активность сердца, мозга, скелетных мышц при их возбуждении.

Методами регистрации биопотенциалов являются:

Внеклеточный метод – отведение разности потенциалов между двумя точками ткани, органа.

-Монополярное отведение(один электрон заземлен);

-Биполярное отведение(оба электрода активны);

-Контактный способ(электроды соприкасаются с объектом исследования);

-Дистантный (между электродами и объектом имеется среда)

Внутриклеточный способ – один электрод в среде, другой(пипетка, заполненная р-ром хлорида калия) вводится внутрь клетки. Регистрируют разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны.

Современные представления о строении и функции мембран

Плазматическая мембрана(невролемма у нервных клеток, сарколемма у мышечных) состоит из двух слоев фосфолипидов в которые встроены интегральные белки, на которых находятся периферические белки – ферменты, переносчики, ионные каналы, рецепторы и углеводы.

Функции:

-Барьерно-транспортная

-Генерация ПД

-Межклеточное взаимодействие(передача сигнала от одного нейрона к другому)

Ионные каналы – интегральные белки мембраны, которые выполняют функцию транспортирующей частицы для соответствующего иона. Имеют устье, селективный фильтр, ворота и механизм управления воротами. Перемещение ионов через каналы происходит по градиенту их концентрации.

-Потенциал-зависимые ионные каналы – управляются за счет разности потенциалов на мембране(рядом с каналом имеется электрический сенсор, который закрывает или открывает ворота каналов)

-Рецептор-зависимые каналы – ворота каналов управляются за счет взаимодействия рецептора и медиатора.

Селективность зависит от геометрии каналов.

Натриевые каналы

1)В условиях покоя активационные ворота закрыты(МП=80)

2) При снижении МП активационные ворота открываются и впускают ионы натрия в клетку

3)Закрываются инактивационные каналы – инактивация натриевых каналов

4)Затем спустя некоторое время закрываются активационные ворота, открываются инактивационные – канал готов к новому циклу.

Блокируется: тетродотоксин, новокаин.

Калиевые каналы (тот же механизм)

Блокируется: тетраэтиламмоний

Кальциевые каналы (тот же механизм)Блокируется ионами марганца, никеля, кадмия, верапамил, нифедепин, дильтиазем.

Пассивный транспорт веществ через мембрану.(затраты энергии не происходит)

Простая диффузия идет по химическому или электрохимическому градиенту(Например, если в клетке натрия 14 ммоль, а в среде - 140 ммоль, в этом случае пассивный поток будет направлен в клетку.)

Облегченная диффузия – с участием белков-переносчиков, связываясь с переносимой молекулой переносят ее по градиенту концентрации.

Первично-активный транспорт.(с затратой энергии)

Происходит против электрохимического градиента. Осуществляется за счет работы насосов – интегральных белков (транспортных АТФ-аз), перенос ионов происходит за счет гидролиза молекулы АТФ.

Калий-натриевый насос(наружу 3 молекулы натрия и внутрь 2 молекулы калия):

1. переносчик (калиево-натриевая АТФаза) соединяется с ионами натрия,

2. происходит гидролиз АТФ,

3. это вызывает высвобождение энергии, в результате переносчик перемещает натрий в среду. 

4. В среде он теряет сродство к натрию, но приобретает сродство к калию и присоединяет его ионы.

5. меняется конформация переносчика, и он вновь возвращается к внутренней поверхности мембраны, внося в клетку ионы калия.

6. здесь вновь он теряет сродство к ионам калия, но приобретает сродство к ионам натрия, и цикл повторяется.

Кальциевый насос(переносит наружу или внутрь 2 молекулы кальция)

Са²+-транспортирующие АТФазы (Са²+-АТФазы) выкачивают ионы кальция из цитоплазмы в обмен на протоны против значительного электрохимического градиента Са²⁺.