Лекция 3 Процессы возбуждения в биологических системах

Раздражимость и возбудимость. Основные понятия.

Раздражимость клеток-это это их способность активно отвечать на внешнее воздействие той или иной формой деятельности, например, делением, выбросом секрета, движением, формированием электрического импульса).

Ответная реакция клетки не всегда пропорциональна силе внешнего воздействия, поскольку она определяется активностью и характером метаболических процессов (теория гормезиса).

к возбудимым относят три типа тканей:

• нервную,

• мышечную

• железистую (секреторную).

Возбуждение клетки-это её реакция на действие раздражителей. Возбуждение клетки проявляется в её внешней деятельности (сокращение, генерация импульса и.т.д.).

Связь с торможением т.е. уменьшением метаболизма, возбудимости и.т.д.

В качестве внешних воздействий, вызывающих возбуждение, могут выступать механические, химические, звуковые и световые влияния.

Для каждой клетки существует свои раздражители.

Минимальная сила раздражителя необходимая для возбуждения клетки называется пороговой. Порог возбуждения служит мерой возбудимости ткани.

Мембранный потенциал покоя, механизмы его регуляции

1. работа ионных каналов

2. работа НАТРИЙ - КАЛИЕВОГО НАСОСА (К/Na –АТФаза)

Как открываются ионные каналы?

• при изменении потенциала мембраны - потенциал-зависимые.

• в результате взаимодействия рецептора с биологически активным веществом (гормоном, медиатором)- рецептор-управляемые.

Активный

• С помощью насоса

• Против градиента концентрации

• Насыщение

• Имеет метаболическую составляющую (температура, рН)

Пассивный

• Через каналы

• По градиенту концентрации

• Нет насыщения, зависит только от градиента

• Не зависит от метаболизма

Равновесный калиевый потенциал, роль в регуляции МПП клеточной мембраны.

• Внутриклеточный отрицательный заряд препятствует выходу из клетки новых ионов калия. Поток ионов калия прекращается, когда действие электрического поля компенсирует движение иона по градиенту концентрации.

Итог работы К/Nа –АТФ-азы

• 3 иона Na+ из клетки

• 2 иона K+ в клетку

Потенциал действия, проведение возбуждения по нерву.

• Потенциал действия возникает в ответ на достаточное по силе раздражение.

• ПД- очень быстрый, кратковременный электрический процесс.

• Пик ПД представляет кратковременную инверсию внутриклеточного потенциала.

• Причиной ПД является открытие натриевых и калиевых каналов.Каналы, открываемые электрическим стимулом, называют потенциалзависимыми.

• Вход натрия обеспечивает восходящую фазу пика ПД,т.е. Деполяризацию, а несколько запаздыающий выход ионов калия участвует в создании нисходящей фазы пика- реполяризацию.

Порог возбуждения служит мерой возбудимости клетки.

Минимальная сила раздражителя, которая необходима для возникновения возбуждения, называется ПОРОГОМ ВОЗБУЖДЕНИЯ или порогом реакции.

У всех возбудимых клеток существует такой уровень деполяризации – уменьшения отрицательного заряда мембраны – при котором активируются все быстрые, потенциалзависимые

натриевые каналы. Этот уровень деполяризации называется

критическим уровнем деполяризации.

Электротонический потенциал

Для потенциала действия характерно полное возбуждение каждой точки нервного волокна, так что амплитуда потенциала действия везде одинакова. Ионы натрия , которые входят в волокно в возбужденном участке мембраны, служат источником тока для возникновения деполяризующего электротонического потенциала в соседнем, не возбужденном участке.

Закономерности проведения ПД по нервному волокну

• 1.Возбуждение может распространяться в любом направлении.

• 2. Возбуждение распространяется не затухая (возникает ПД стандартной величины).

• 3. Высокая скорость проведения возбуждения. Скорость проведения возбуждения тем больше, чем выше амплитуда потенциала действия,

• 4. Скорость проведения прямо пропорциональна диаметру нервного волокна.

• 5.Возбуждение проводится изолированно по каждому нервному волокну

При инактивации Na+ -системы , возникающей при снижении потенциала покоя или воздействии местноанестезирующих препаратов, скорость проведения потенциала действия снижается.

Потенциал действия, особенности его распространения по нерву (демонстрационная работа).

Лекция 4