Биоэлектрические явления в тканях (учить слово в слово не нужно, просто почитать и знать суть!!)
 Скачать 5.67 Mb.
|
|
Биоэлектрические явления в тканях. МП покоя, его происхождение и характеристики. Роль натрий - калиевого насоса. Транспорт ионов и молекул через мембрану. Ионные каналы и насосы. Биоэлектрические явления в тканях (учить слово в слово не нужно, просто почитать и знать суть!!). Первые исследования электрической активности живых тканей провёл Гальвани. Он обратил внимание на сокращение мышц препарата задних лапок лягушки, подвешенной на медном крючке, при соприкосновении с железными перилами балкона. На основании этих наблюдений им был сделан вывод, что сокращение лапок вызвано «животным электричеством», которое возникает в спинном мозге (далее как СМ) и передается по металлическим проводникам (крючку и перилам) к мышцам. Вольта, повторив этот опыт, пришел к другому выводу. Источником тока является не СМ и «животное электричество», а разность потенциалов, которая образуется в месте контакта разнородных металлов - меди и железа, а нервно мышечный препарат лягушки является проводником электричества. В ответ на эти возражения Гальвани провел второй опыт: он препарировал (выделил) седалищный нерв вдоль бедра лапки лягушки, затем набрасывал нерв на мышцы голени что вызвало сокращение мышцы, тем самым доказав существование «животного электричества». Позднее Дюбуа-Реймоном было установлено, что поврежденный участок мышцы имеет отрицательный заряд, а неповрежденный- положительный. При набрасывании нерва между поврежденным и неповрежденным участками мышцы возникает ток, который раздражает нерв и вызывает сокращение мышцы. Этот ток мы назван током покоя. Так было показано, что наружная поверхность мышечных клеток заряжена положительно к внутреннему содержимому (природа возбуждения). МП покоя, его происхождение и характеристики. МПП - наличие постоянной разности потенциалов между наружной и внутренней поверхностью клеточной мембраны (далее как КМ). Так как внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной, то, принимая потенциал наружной мембраны за нуль, МП записывают со знаком «минус» (бывает от -30мВ до -100мВ). Происхождение (мембранно-ионная теория). Поляризация мембраны в покое объясняется наличием открытых калиевых каналов, вследствие чего происходит выход внутриклеточного калия и появление положительного заряда на наружной поверхности КМ. Органические анионы, для которых КМ не проницаема, создают на внутренней поверхности мембраны отрицательный заряд, соответственно, чем выше концентрация ионов калия по обе стороны от КМ, тем больше его выходит (то бишь, чтобы поддерживать отрицательный заряд изнутри, надо выводить положительный калий, так как белки со знаком «-» будут компенсироваться ионами К+) и тогда становится выше МП. Переход натрия и калия через КМ по их концентрационному градиенту в конечном итоге должен был бы привести к выравниванию концентрации этих ионов, но этого не происходит, так как в КМ есть натрий-калиевые насосы (калий – в клетку, натрий – из клетки). Натрия выводит больше, чем выходит калия. ВЫВОД: наличие МП обусловлено избирательной проницаемостью мембраны и работой натрий-калиевого насоса. МП потенциал различных тканей: - нервная = -70мВ; - миокард= -90мВ; - гладкая мышечная ткань= -50мВ. Роль На-К насоса: Смотри МП покоя, его происхождение и характеристики. Осморегуляция – если в клетках будет накапливаться натрий, то в нее будет поступать слишком много воды. Транспорт ионов и молекул через КМ. Различают пассивный и активный транспорт. Пассивный происходит без затрат энергии по электрохимическому градиенту. К нему относятся: диффузия (простая и облегченная), осмос, фильтрация. Активный транспорт происходит с затратой энергии и делится на : Первично-активный (кальциевый насос) Вторично-активный (симпорт, унипорт, антипорт)- кто не знает, посмотрит в интернете картинки. Ионные каналы и насосы. Ионные каналы - интегральные белки, которые обеспечивают пассивный транспорт ионов по градиенту концентрации. Энергия - трансмембранный ионный градиент. Каналы бывают: Селективные Неселективные
Ионные насосы (помпы)- интегральные белки, которые обеспечивают активный перенос ионов против градиента концентрации. Энергия - АТФ. Насосы: На+-К+ (натрий из, калий в); кальциевый насос( выходит из); хлор-насос (из). Возбудимые ткани, их физиологические свойства. Законы возбуждения («все или ничего», закон силы, закон длительности). Возбудимые ткани, их физиологические свойства. Возбудимые ткани - это ткани, способные воспринимать действие раздражителя и отвечать на него. К возбудимым тканям относят три вида тканей: - нервная; - мышечная; - железистая. Основные физиологические свойства: Возбудимость - способность ткани отвечать на раздражение возбуждением. Показатель возбудимости – порог раздражения- минимальная сила раздражителя, которая вызывает первую видимую ответную реакцию. Раздражители бывают: - подпороговые; - пороговые; - сверхпороговые. Проводимость – способность ткани проводить возбуждение по всей своей длине. Показатель проводимости - скорость проведения возбуждения. Рефрактерность (невозбудимость) - способность ткани резко снижать свою возбудимость. В момент самой активной ответной реакции ткань становится рефрактерной. Виды рефрактерности: абсолютная – не отвечает ни на какой раздражитель; относительная- происходит восстановление возбудимости до исходного уровня. Лабильность - способность ткани воспринимать определенное число волн возбуждения в единицу времени в соответствии с ритмом наносимых раздражений (ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПОДВИЖНОСТЬ). ДЛЯ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ - сократимость. Законы возбуждения. «Всё или ничего» - в простых возбудимых системах подпороговые раздражители не вызывают возбуждения (ничего), а пороговые и сверхпороговые вызывают максимальное возбуждение (всё). Закон силы – чем выше сила раздражителя, тем выше величина ответной реакции. Закон длительности - эффект раздражителя зависит не только от силы, но и от времени его действия. Потенциал действия, ионный механизм формирования его фаз. Понятие о критическом уровне деполяризации. Потенциал действия, ионный механизм формирования его фаз. ПД возникает на КМ клеток возбудимых тканей под влиянием раздражителя пороговой или сверхпороговой силы, вследствие чего повышается проницаемость КМ для ионов натрия. Ионы натрия начинают входить внутрь клетки, что приводит к понижению величины МП - деполяризация КМ. При понижении МП до КУД открываются потенциалозависимые каналы для На+ и проницаемость КМ возрастает, далее разность потенциалов на мембране исчезает - происходит овершут - внутренняя поверхность КМ становится заряжена положительно (30-50мВ). Закрываются калиевые потенциалозависимые каналы, калий выходит из клетки - происходит процесс восстановления исходного уровня МПП - реполяризация КМ. Таким образом, в основе генерации ПД выделяют следующие стадии: Предспайк - медленная деполяризация до КУД- локальный ответ. Спайк - восходящая часть (деполяризация), нисходящая часть (реполяризация). Отрицательный следовой потенциал - от КУД до исходного уровня МП- следовая деполяризация. Положительный следовой потенциал - возвращение МП к начальной величине - следовая гиперполяризация. Понятие о КУД. КУД- пороговый уровень деполяризации КМ, при достижении которого возникает ПД. Изменение возбудимости клетки во время развития ПД: рефрактерность, её фазы. Оценка возбудимости клетки. Хронаксиметрия (порог, реобаза, полезное время, хронаксия). Изменение возбудимости клетки во время развития ПД: рефрактерность, её фазы. Выделяют следующие изменения: Супернормальная возбудимость (экзальтация). Наблюдается во время начальной фазы деполяризации и во время медленной реполяризации. Абсолютная рефрактерность (натриевые каналы в открытом состоянии). Относительная рефрактерность. Субнормальная возбудимость. Оценка возбудимости клетки: 3 показателя: пороговый потенциал, пороговая сила, пороговое время. Хронаксиметрия. Хронаксия- метод, определяющий величину хронаксии, то есть наименьшее время, в течение которого раздражитель удвоенной силы вызовет процесс возбуждения. Порог – минимальная сила раздражителя, способная вызвать возбуждение. Реобаза – минимальная сила раздражителя, при достаточной длительности действия, вызывающая ПД. Полезное время – минимальное время действия раздражителя, силой в 1 реобазу за которое возникает возбуждение. Структурно-функциональная (далее как СФ) классификация нервных волокон (далее всё, что связано со словом нерв (нервный, нервная, нейрологический) будет как н.). Законы проведения возбуждения по нерву. СФ классификация н. волокон. Н. волокна различаются по диаметру и степени миелинизации. Чем больше диаметр и степень миелинизации, тем выше скорость проведения возбуждения. Выделяют 3 вида: А, В, С. А делится на: альфа (120м /с); бета (70 м /с); гамма (30 м /с); гамма (15 м /с). В- скорость проведения 3-15 м /с. С- скорость проведения – 0.5—2 м /с. Законы проведения возбуждения по нерву: Закон непрерывности - возбуждение может передаваться по н. волокну только в случае его морфологической и функциональной целостности. Закон двустороннего проведения возбуждения - возбуждение, возникающее в одном участке нерва, распространяется в обе стороны от места его возникновения. В организме- по аксону от тела клетки (ортодромно). Закон изолированного проведения- возбуждение, распространяющееся по волокну, входящему в состав нерва, не передается на соседние н. волокна. Механизм проведения н. импульса по миелиновым и безмиелиновым н. волокнам. ОБЯЗАТЕЛЬНО РАЗБИРАТЬ СО СХЕМОЙ, ИНАЧЕ В ИТОГЕ НИХРЕНА НЕ ВСПОМНИТЕ! ПРОВЕРЕНО! По безмиелиновым: Внутренняя поверхность мембраны нервного волокна заряжена отрицательно, а наружная положительно. Во время развития ПД – реверсия заряда, вследствие на границе возбуждения и невозбуждения начинает протекать электрический ток, далее раздражение ближайшего участка мембраны и приводит его в состояние возбуждения. Ранее возбужденные участки возвращаются в состояние покоя. По миелиновому: Участки, покрытые миелином - невозбудимые!!! Возбуждение возникает только в перехватах Ранвье. ПД возникает в одном из перехватов Р., происходит реверсия КМ. Между отрицательным и положительным участками КМ протекает электрический ток. Происходит раздражение соседних участков мембраны - распространение скачкообразное. Строение, виды и функции синапсов. Механизм передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе. Потенциал концевой пластинки (далее как ПКП). Строение, виды и функции синапсов. Строение: Пресинаптическая часть- обеспечивает синтез медаиторов. Постсинаптическая часть – имеет ионные каналы, способна к генерации ПД, там же- рецепторы, воспринимающие действие медиаторов. Синаптическая щель- пространство между пост- и пресинаптической частью, заполнена жидкостью, схожей с плазмой крови. Виды синапсов: По месту положения: н.-мышечные, н.- железистые, н.- неральные. По способу передачи н. импульса: электрические, химические, смешанные. По характеру действия: возбуждающие и тормозящие. Функции: ???? Механизм передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе. ПД-пресинаптическая мембрана-деполяризация-кальций входит в пресинаптическую терминаль через кальциевые каналы-повышение концентрации кальция способствует высвобождению АЦХ- АЦХ входит в синаптичепскую щель- постсинаптическая мембрана- рецепторы (Н-холинорецепторы)- в результате внутрь постсинаптической мембраны поступает натрий- частичная деполяризация (возбуждение находится в синпасе- ВПСП (возбуждающий постсинаптические потенциал). Под влиянием ВПСП в чувствительном участке мембраны мышечного волокна возникает ПД- сокращение мышцы- инактивация медиатора. Потенциал концевой пластинки (далее как ПКП). ПКП- ВПСП, возникающее в н.-мышечном синапсе, при передаче возбуждения с нерва на мышцу; вызывает возникновение ПД в мышечном волокне и его сокращение. СФ классификация мышечной ткани. Типы мышечных волокон. Двигательные единицы (далее как ДЕ). Выделяют: Поперечнополосатая – произвольная возбудимая ткань, тканевые волокна - симпласты, которые содержат 4 элемента: - миофибриллы (актин и миозин); - тропонин-тропомиозин регулирующий комплекс; - саркоплазматический ретикулум (Т-трубочки, L- канальцы), содержит ионы кальция, запускает сокращение; - митохондриальный комплекс. Гладкомышечная ткань – непроизвольная возбудимость, имеет меньше митохондрий. Миокард. Типы мышечных волокн: По цвету: - белые – миоглобин, митохондрий, потребление кислорода- НИЗКОЕ. - красные- миоглобин, митохондрий, потребление кислорода- ВЫСОКОЕ. 2. По скорости сокращение: - быстрые; - медленные. Двигательные единицы. ДЕ включает в себя мотонейрон и иннервируемый его аксоном комплекс мышечных волокон. ДЕ бывают: Малые- несколько мышечных волокон + небольшой мотонейрон Средние- промежуточный вариант. Большие – крупные мотонейроны + большое количество мышечных волокон. Механизм сокращения и расслабления мышц. Электромеханическое сопряжение. Механизм сокращения мышц. Теория скольжения нитей (мышечное сокращение происходит благодаря скользящему движения актиновых и миозиновых нитей). Стадии: - головка миозина присоединяется к центрам связывания актинового филамента (А); - взаимодействие миозина и актина приводит к конформационным перестройкам молекулы миозина; головки приобретают АТФ-азную активность и поворачиваются на 120 градусов, за счет чего нити актина и миозина передвигаются на 1 шаг относительно друг друга (Б); - рассоединение актина и миозина и восстановление конформации происходит в результате присоединения к головке миозина молекулы АТФ и её гидролизе в присутствии Са2+ (В); - цикл «связывание-изменение конформации-рассоединение-восстановление конформации» происходит множество раз, в результате чего актиновые и миозиновые филаменты смещаются друг относительно друга, Z-диски сближаются и миофибриллы укорачиваются (Г). Актин; 2- центр связывания; 3- головка миозина; 4- миозин. Г: 1- актин, 2- миозин, 5- z-диск. Механизм мышечного расслабления. При отсутствии возбуждений – Са закачивается из межфибриллярного пространство в ЭПР. Снижение концентрации Са Отсоединение Са от тропонина Возврат тропомиозина в прежнее место Блокировка активных участков актина, куда могли бы присоединится миозиновые мостики Параллельно происходит присоединение АТФ к миозиновым мостикам – связь между мостиками и актином распадается После при недостатке АТФ не происходит разрушения связи между актином и миозиновым мостиком(rigormortis – трупное окоченение). Актиновые и миозиновые нити пассивно смерти скользят в обратном направлении. ЭЛЕКТРО-МЕХАНИЧЕСКОЕ СОПРЯЖЕНИЕ: Генерация ПД. Распространение ПД по Т-системе. Выброс ионов Са2+, их взаимодействие с тропонином, освобождение активных центров на актиновых нитях. Взаимодействие миозинового мостика с актином, активация АТФ-азы, поворот «шарнирного механизма» миозина. Скольжение нитей актина и миозина относительно друг друга. Виды мышечного сокращения. Зависимость между длинной мышечного волокна и силой его сокращения. Виды мышечных сокращений Одиночное сокращение : Латентный период. Период укорочения или развития напряжения. При свободном укорочении – изотоническое сокращение. Если мышечное волокно закреплено – изометрическое. Период расслабления. Одиночный электрический стимул –одиночное сокращение. При нанесении второго стимула в период укорочения - суммация двух сокращений. Если стимулировать с высокой частотой − суммация единичных сокращений (зубчатый(каждый последующий импульс приходит в фазу расслабления мышцы) или гладкий(каждый последующий импульс приходит в фазу укорочения мышцы) тетанус). |
