Acasă | Despre noi | feedback-ul
In repaus, membrana celulelor excitabile sunt polarizate, adică există o diferență de potențial constant între interiorul și exteriorul membranei celulare, partea exterioară este încărcată pozitiv în raport cu interiorul. Această diferență de potențial se numește potențialul de repaus. Apariția de consolidare a păcii - rezultatul sistemelor de transport cu membrană.
Bazele ionici de apariție a potențialului de repaus. Baza fiziologică a potențialului de repaus este distribuția neuniformă a diverși ioni (în principal K +) între spațiul extra- și intracelular generat de funcționarea continuă a Na + / K + - ATP-azei. Pomparea pilelor ionilor K +. și îndepărtarea celulelor din ionii de Na +. (Raportul 3K + / + 2Na). creează un gradient chimic puternic al acestor ioni (10-15 ori) între spațiile extracelulare și intracelulare. Prin ea însăși, acest gradient de nu duce la o sarcină substanțială pe membrana, ca taxa purtată de ionul identic și ATPase cel mai mic electrogen. Cu toate acestea, gradientul concentrației de potasiu apare atât de mare încât difuzia ionilor din celula devine destul de semnificative. În plus, o mare parte a ei „sângerează“ prin incapabil să inactiveze K + - canale (canale de scurgere).
Potențialul de membrană care rezultă din scurgerile de K +, denumit „potasiu echilibru potențial“ (CE). Acesta poate fi calculat prin formula lui Nernst:
unde R - constanta universală a gazelor,
T - temperatura (Kelvin)
F - numărul lui Faraday,
[K +] nar - K + ion concentrație în afara celulei,
[K +] ext - concentrația K + ioni in interiorul celulelor.
Eliminarea cost suplimentar, pozitiv duce spre exterior la faptul că, partea exterioară a membranei plasmatice este încărcată pozitiv în ceea ce privește în interiorul său, adică, există potențialul - potențialul păcii. magnitudinea sa este aproape de echilibru de potasiu, dar nu este egal cu el. Această diferență se explică prin faptul că contribuția sa la formarea PP face:
în primul rând - care intră în celulă și Na + Cl - prin canale ionice neselectivi; în care celula de curgere în Cl - în continuare membrana hyperpolarizes și livrare Na + - l depolarizează în continuare; acești ioni contribuie la formarea PP este scăzut, deoarece canale de permeabilitate neselectivi pentru Na + și Cl- 2,5 și de 25 de ori mai mici decât pentru K +;
și în al doilea rând - un efect direct de Na + electrogen / K + pompa de ioni care rezultă când pompa de ioni funcționează asimetrici (numărul transportat în K + celula ionii nu este egal cu numărul de ioni de Na + duseseră de celulă).
Câmpul produs de un exces de ioni pozitivi în afara celulei generează un gradient electric. care împiedică ieșirea nerestricționată de K + din celulă. Astfel, există un echilibru dinamic al continuul promovează păstrarea o anumită valoare a potențialului de repaus.
Fiecare celulă vie menține potențialul de membrană de o anumită dimensiune. Valoarea sa variază foarte mult, de la celule excitabile, valoarea sa este în mod tipic 60-90 mV în alte țesuturi nu depășească 10 mV. Diferite influențe externe, capabile să schimbe permeabilitatea ionică a membranei pentru a determina schimbarea PP. Forma și efectele acestor schimbări depind, ceteris paribus, cu privire la caracteristicile de stimulare.
iritant universal la membranele celulelor excitabile este curentul electric, și toate formele de schimbări de magnitudine observate în metoda stimulilor intracelulare PP (prin electrozi, dintre care unul este introdus în celulă, iar cealaltă situată pe suprafața sa (vezi. Fig.1)).
Aceste forme sunt prezentate în figura 4.
Acțiunea pulsul slab al curentului electric direct asupra membranei celulei sub potențialul electrodului aplicație dezvoltă electrotonically (VC) - deplasarea potențialului de membrană spre polaritatea electrodului corespunzător. Celulele ES este un răspuns pasiv la stimuli electrici. Nici o reacție fiziologică nu se manifestă celule, starea canalelor ionice și transportul ionilor nu este schimbat, deoarece puterea stimul nu este suficient pentru a deschide mecanismul poarta-canal, prin urmare, EF nu este excitat.
Fig. 4. Modificările în potențialul membranei prin acțiunea unui curent electric de diferite intensități
EP - potențial electrotonic
LO - răspunsul local
AP - potențial de acțiune.
La atingerea unui anumit punct forte al valorilor stimul (prag) rapid, schimba în mod activ potențialul de repaus - potențialului de acțiune (AP). - fluctuație rapidă (spike) a potențialului de membrană, care apare atunci cand celulele de excitație nervoase, musculare, glandulare și unele plante; semnal electric, oferind transfer rapid de informații în organism. Potențialul de acțiune este baza procesului de excitație. Acesta este caracterizat prin aceea că valoarea celulei de repaus potențiale scade foarte rapid la 0 (depolarizare), și chiar devine o valoare pozitivă (+ 20 ... + 30 mV), adică partea interioară a membranei este încărcată pozitiv în raport cu exteriorul. Apoi, valoarea MP revine rapid la nivelul inițial. depolarizare puternică a membranei celulare în timpul PD conduce la dezvoltarea unor manifestări de excitație fiziologică (contracție, secreție, și altele.). Potențialul de acțiune se numește excitație răspândire, pentru că, după ce a apărut într-o regiune a membranei, se răspândește rapid în toate direcțiile.
Mecanismul de dezvoltare a PD este, practic, aceeași pentru toate celulele excitabile.
Bazele ionice ale potențialului de acțiune. Potențialul de acțiune se bazează pe permeabilitatea crescută a membranei plasmatice, în special pentru ionii de Na +. ceea ce duce la o perturbare (schimbare) distribuția ionilor între spațiul extra- și intracelular. Această modificare a permeabilității cauzată de acțiunea stimulului, care fie reduce încărcătura membranei (depolarizează-l), care duce la descoperirea mecanismului de suprimare a fasciculului electric Na + - canale în locul stimulului sau acționează asupra mecanismului de declanșare controlat chimio-Na + - canale prin receptorul corespunzător.
Datorită gradientul chimic, prin canale deschise ionii Na + intra în celulă în mod liber, și continuă să depolariza membrana în locul său de acțiune a stimulului. Atunci când amploarea depolarizare atinge o valoare critică (prag). suficient pentru a deschide mecanismul gating canalele adiacente, procesul devine ireversibil și generalizat.
Această stare este automat o tulburare progresiva a taxei membranei este esența de emoție. Excitație depolarizare proporțională, adică numărul de ioni de intrare în celulă, iar PD valoarea depolarizării se caracterizează prin amplitudinea și depinde de puterea de stimul.
depolarizarea membranei severa si prelungita duce la inactiva canalele de sodiu și de intrare încetare Na +. Lipsa de ioni pozitivi (Na +) din exteriorul membranei dă echilibru electrochimice - repaus potențial, care are ca rezultat o permeabilitate crescută de potasiu. Se obțin ionii de potasiu spre exterior prin neinaktiviruemye canalele K + și canale controlate de tensiune-K continuă până la gradient de recuperare electrochimică adică potențial de repaus. Acest proces de excitație fază se numește faza repolarizare.
Finalizarea excitației, și trecerea celulelor la o stare de hibernare fiziologică însoțită de activarea sodiu - pompa de pompare de Na + ioni de potasiu din celula si K + ioni - în interiorul acestuia. Capacitatea de celule este redusă pentru următoarea actul de excitație.
Astfel, esența procesului de excitație este după cum urmează. Toate celulele din corp au sarcină electrică, prevăzute concentrații inegale de anioni și cationi în și din celule. Diferite concentrații de anioni și cationi în și din celule este rezultatul pompelor de ioni și permeabilitatea membranei celulare inegale pentru diferiți ioni. Sub acțiunea stimulului pe membrana tesutului excitabil celular modifică permeabilitatea (pentru primul crescut Na +, și rapid revine la normal, apoi, de asemenea, dar sa schimbat mai lent la K +), prin care ionii sunt deplasate rapid în celulă și în afara celulei conform cu gradientul electrochimic. Acest răspuns al celulelor excitabile la stimulare, care se exprimă în mișcarea rapidă a ionilor în celulă și în afara celulei conform cu gradientul electrochimic, și există emoție, care se bazează pe potențialul de repaus.
Pentru țesuturile excitabile includ numai acelea ale căror celule generează un potențial de acțiune (AP). Acest musculare si a celulelor nervoase. Adesea, în țesuturile excitabile includ nejustificat si „tesut glandular“, deși există țesut glandular și există diverse glande și epiteliului glandular ca un fel de tesut. În timpul activității viguroase în prostată într-adevăr înregistrat fenomene bioelectric, deoarece fierul ca un organism compus din celule diferite: țesut conjunctiv, epitelial, muscular. PD efectuate pe membranele celulelor nervoase si musculare, se poate transmite informații și furnizează celule de management al performantei.
țesuturile non-excitabile sunt epiteliale și conjunctive (de fapt conjunctiv, reticular, adipos, cartilaj, oase si gemotopoeticheskie tesut in legatura cu sânge), celulele din aceste țesuturi, deși capabile să schimbe potențialul lor de membrană, dar nu generează un PD sub acțiunea stimulului.
Principalele proprietăți fiziologice ale țesuturilor excitabile sunt excitabilitate, conductivitate, refractivity, labilitate. O caracteristică specifică este contractilității musculare.
Excitabilitatea - este o proprietate de anumite țesuturi pentru a genera un potențial de acțiune (AP), ca răspuns la stimulare. Dezvoltarea PD este posibilă numai sub influența unor stimuli care produc depolarizarea membranei celulare. Stimulii hiperpolarizarea cauzând membranelor va duce la procesul de excitație inversă - inhibiție.
Excitabilitate poate fi caracterizată printr-o curbă a potențialului de acțiune, care emit o multitudine de faze (Figura 1 A). Rețineți că o terminologie comună în clasificarea acestor faze nu sunt, asa ca vom folosi numele cel mai frecvent utilizate.
Fig. 1. Modificări ale potențialului de membrană (A) și excitabilitatea celulelor (B) în diferitele faze ale potențialului de acțiune.
CF - excitație fază locală;
Faza de depolarizare - D;
RB - faza de repolarizare rapidă;