1.Мембранный потенциал покоя,его происхождение. Электрические процессы в клетке.
Итак, есть два факта, которые необходимо учесть, чтобы понять механизмы, поддерживающие мембранный потенциал покоя.
1. 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.
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 мембранаполяризована– обладает различным зарядом на внутренней и внешней стороне. Если этот заряд уменьшается -деполяризацияклетки, а если увеличивается –гиперполяризация.
Мембранный потенциал покоя(МПП) — разность потенциалов между внутренней стороной клетки и окружающей средой. Возбудимая клетка всегда заряжена электроотрицательно относительно наружной поверхности. МПП колеблется от –60 до –90 мВ. Клетка, не имеющая такого потенциала, не способна ответить на раздражение.
Механизм формирования МПП:
1.Работа Na+/K+насоса(активный транспорт, против градиента концентрации, с затратой АТФ)
2. Naи Kв покоящейся клетке перемещаются через мембрану с пом.диффузии,при этом К+ из клетки выходит больше,чем натрия в клетку. (Проницаемость для калия в 10-15 раз больше, чем для натрия)
3. Органические анионы из-за больших своих размеров не могут выходить из клетки и поэтому их оказывается больше, чем «+»ионов.
4. Главным ионом, обеспечивающим формирование ПП, является К+.
При снижении его количества снижается ПП и наоборот. В покоящейся клетке устанавлявается динамическое равновесие между выходящим числом К+ и входящим. В этом случае устанавливается равновесный потенциал (-97 мВ)
Мембранный потенциал покоя определяет способность клетки к возбуждению.
Рисунок 12. Фазы потенциала действия
2.Газообмен,напряжение и порцеальное давление кислорода и углекислого газа в венозной а артериальной крови.
Газообмен – это процесс выравнивания парциальных давлений газов в двух средах (между организмом и внешней средой). Происходит пассивно, движущей силой является градиент парциальных давлений газов. Протекает в легких и тканях. В легких – это процесс обогащения венозной крови кислородом и удаление углекислого газа, а в тканях процесс переноса кислорода из капиллярной крови в ткани и удаление углекислого газа из тканей в кровь.
Обогащение кислородом венозной крови происходит путем переноса кислорода из альвеолярного воздуха в кровь (альвеолярный воздух – это внутренняя газовая среда нашего организма).
Газообмен это пассивный процесс, который протекает по градиенту давлений(сейчас будем устанавливать величины этих градиентов). Парциальное давление СО2 в альвеолах - 40 мм рт. ст. Парциальное давление О2 в альвеолах - 100 мм рт. Ст. Постоянство состава альвеолярного воздуха поддерживается рефлекторной регуляцией МОД (это произведение дыхательного объема на частоту дыхательных циклов).
Парциальное давление – часть общего давления, приходящееся на отдельный газ (если бы он занимал весь объем смеси).
При изменении атмосферного давления изменяется и парциальное давление газов.
Постоянство внутренней газовой среды - с помощью вентиляции легких, которая обеспечивает необходимое обновление альвеолярного воздуха и при выполнении физической работы, и при эмоциональном возбуждении, когда количество используемого кислорода многократно возрастает..
Факторы, определяющие газообмен. Насыщение крови кислородом и удаление из нее двуокиси углерода зависят от трех факторов: 1) альвеолярной вентиляции; 2) кровотока в легких; 3) диффузионной способности тканей легких.
Кровь, оттекающая из хорошо вентилированного участка, газообмен в которой происходит более эффективно, постоянно перемешивается с кровью другого участка легкого, где газообмен может быть снижен. В результате неравномерность диффузионных процессов в легких является важным фактором эффективности газообмена.