Задача №6.

Известно, что Na+, K+ АТФаза – интегральный мембранный фермент, основная функция которого заключается в поддержании трансмембранных градиентов Na+ и K+ за счет их активного транспорта. Фазы потенциала действия нервного волокна (быстрая деполяризация и реполяризация) возникают вследствие движения ионов натрия и калия вдоль концентрационных градиентов. В эксперименте на нерв подействовали уабаином — веществом, подавляющим активность АТФазы. Затем проводили ритмическое раздражение нерва и регистрировали импульсную активность.

Вопрос №1. Опишите структурно-функциональные характеристики нервных волокон и проведение возбуждения по ним.

Волокна типа А покрыты миелиновой оболочкой. Наиболее толстые из них (А-альфа) имеют диаметр 12-22 мкм и наибольшую скорость проведения возбуждения - 70-120 м/с. Эти волокна проводят возбуждение от моторных нервных центров спинного мозга к скелетным мышцам (эфферентные волок- на) и от определенных рецепторов мышц к соответствующим нервным цен- трам (афферентные волокна). Три другие группы волокон типа А (бета, гамма, дельта) имеют меньший диаметр от 8 до 1 мкм и меньшую скорость проведения возбуждения от 5 до 70 м/с. Волокна этих групп относятся преимущественно к чувствительным, проводящим возбуждение от различных рецепторов в ЦНС. Исключение составляют лишь гамма-волокна, значительная часть которых проводит возбуждение от мотонейронов спинного мозга'к интрафузальным мышечным волокнам.

К волокнам типа В относятся миелинизированные преганглионарные во- локна автономной нервной системы. Их диаметр 1-3 мкм, а скорость прове- дения возбуждения - 3-18 м/с.

К волокнам тина С относятся безмиелиновые нервные волокна малого ди- аметра - 0,5-2,0 мкм. Скорость проведения возбуждения по ним наиболее низ- кая (0,5-3,0 м/с). Большинство волокон этого типа составляют постганглиоиар- ные волокна симпатического отдела автономной нервной системы. С-волокна также проводят возбуждение от болевых рецепторов, терморецепторов и ре- цепторов давления.

Вопрос №2. Изменится ли характер проведения возбуждения по нерву на фоне действия уабаина?

Вопрос №3. Как изменится при этом ПД нерва?

Полной невозможности возникновения и проведения потенциала действия.

Вопрос №4. Как при этом изменится распределение ионов на внешней и вну­тренней стороне клеточных мембран?

Ингибирование АТФазы приведет к выравниванию концентраций калия и натрия снаружи и внутри нервных волокон в ходе ритмического раздражения нерва.

Вопрос №5. Изменится ли величина потенциала покоя и потенциала дей­ствия в обработанном уабаином нервном волокне?

Потенциал покоя и потенциал действия возбудимых клеток обусловлены разной концентрацией ионов, в первую очередь, калия и натрия, снаружи и внутри клетки. Разность концентраций ионов поддерживается благодаря калиево-натриевому насосу, работая которого является энергозависимой и требует АТФ-азной активности. Следовательно, ингибирование АТФ-азы приведёт к выравниванию концентраций калия и натрия снаружи и внутри клетки. Это приведёт к 1) исчезновению потенциала покоя и 2) полной невозможности возникновения и проведения потенциала действия.