Физиология возбудимых тканей 1. Виды раздражителей,

Физиология возбудимых тканей 1. Виды раздражителей, 2. Свойства возбудимых тканей, 3. Потенциал покоя (ПП), 4. Потенциал действия, 5. Локальный ответ,

доцент кафедры нормальной физиологии Князева Ирина Рашидовна

Разновидности биологических реакций § Раздражение – любая ответная реакция на действие раздражителя, свойственная всему живому § Возбуждение – активная реакция специализированных (возбудимых) клеток на внешнее воздействие

Немного истории …или Cлава лягушке!

Луиджи Гальвани (1771) если к нервно-мышечному препарату приложить две соединенные между собой пластинки из разных металлов (при этом одна из них располагается на мышце, другая на нерве), то происходит сокращение мышцы.

Алессандро Вольта (1800 г. ) Электрический ток возникает не в живых клетках, а в месте контакта разнородных металлов с электролитом поскольку тканевая жидкость – это раствор солей.

Карло Маттеучи (1837 г. ) один нервно— мышечный препарат возбуждается током, возникающим при сокращении мышцы другого препарата.

Классификация раздражителей по происхождению: 1. естественные (нервные импульсы) 2. искусственные (физические, химические, физико-химические)

Классификация раздражителей по биологическому принципу: 1. адекватные, которые при минимальных энергетических затратах вызывают возбуждение ткани в естественных условиях существования организма; 2. неадекватные, которые вызывают в тканях возбуждение при достаточной силе и продолжительном воздействии.

Классификация раздражителей по физической природе: 1. Физические: механические, термические, гравитационные, электрические, звуковые, световые, радиационные, геомагнитные 2. Химические: кислоты, щелочи, соли, медиаторы, гормоны 3. Физико-химические: р. Н, р. СО 2, р. О 2, осмотическое и онкотическое давление 4. Биологические: микроорганизмы, комплекс антиген-антитело, водители ритма, условные и безусловные рефлексы.

Классификация раздражителей по силе: 1. Подпороговые 2. Пороговые 3. Надпороговые 4. Сверхпороговые

Возбудимые ткани: 1. Нервная 2. Мышечная 3. Секреторная

Свойства возбудимых тканей: 1. Возбудимость 2. Проводимость 3. Лабильность Специфические: 1. сокращение 2. выделение секрета

Возбудимость – это способность возбуждаться (генерировать импульсы) в ответ на действие раздражителя. Критерием возбудимости является порог возбуждения (порог, ЕК, КУД) - это минимальная сила раздражителя, которая способна вызвать ответную реакцию.

Где выше возбудимость? Нервная ткань Мышечная ткань Ек -50 м. В Ео -70 м. В Ео -90 м. В Чем больше порог – тем меньше возбудимость!

Проводимость - это способность проводить возбуждение (м/с). Проводимость выше в нервной ткани (до 120 м/с), ниже в мышечной ткани (до 15 м/с).

Лабильность - это функциональная подвижность, способность возбуждаться в соответствии с ритмом раздражителя (импульс/сек). Лабильность выше в нервной ткани (до 1000 Гц), ниже в мышечной ткани (до 250 Гц).

Мембранный потенциал

Э. Дюбуа-Реймон (1840 -1860): «наружная мембрана заряжена положительно по отношению к внутренней, и эта разность потенциалов изменяется при сокращении мышцы» . Ю. Бернштейн (1902): «клеточная поверхность представляет собой полупроницаемую мембрану, которая в состоянии физиологического покоя проницаема для ионов калия и практически непроницаема для остальных ионов» .

А. Ходжкин, Э. Хаксли, Б. Катц экспериментально обосновали мембранно- ионную теорию, за что получили нобелевскую премию (1963 г. ). Согласно ей причина возникновения разности потенциалов - неравномерное распределение ионов по обе стороны клеточной мембраны.

Схема регистрации мембранного потенциала клетки

Распределение ионов по обе стороны мембраны Cl - >в 30 раз Na+ Na + >в 10 раз Cl- A - >в 8 раз А- K +>в 60 раз K+ Ca+ Ca + >в 100 раз

Физиологический мембранный потенциал от -90 до -60 м. В в возбудимых клетках называется потенциалом покоя (ПП)

Неравномерное распределение ионов обусловлено: 1. Активным транспортом ионов с помощью мембранных насосов, 2. Избирательной проницаемостью мембраны для неорганических ионов. 3. Плохой проницаемостью для органических анионов, которые скапливаются на внутренней поверхности мембраны.

Равновесный потенциал Перемещение ионов продолжается до достижения динамического равновесия (равновесие Доннана).

Равновесный потенциал Динамическое равновесие для определённого иона описывается уравнением Нернста: Где ЕX - разность потенциалов, R - газовая постоянная, T - абсолютная температура, F - число Фарадея, Z - валентность, [X](in)(out) концентрация ионов внутри и снаружи клетки.

Если подставить значения концентраций из таблицы, то ЕK+ = - 97 м. В ЕNa+ = + 66 м. В

Для расчета мембранного потенциала используется уравнение Д. Гольдмана : + + Где ЕМ – мембранный потенциал, R - газовая постоянная, T - абсолютная температура, F - число Фарадея, [X](in)(out) концентрация ионов внутри и снаружи клетки. Расчетная величина ЕМ равна -90 м. В

Проницаемость мембраны для ионов в покое p. K+ : p. Na+ : p. Cl - = 1 : 0, 04 : 0, 45

Двойной электрический слой (мембрана поляризована)

Три состояния мембраны 1. Поляризация - значение МП в состоянии покоя. 2. Деполяризация - уменьшение МП, 3. Гиперполяризация - деполяризация увеличение МП. поляризация МП или Ео гиперполяризация