Физиология возбудимых тканей Лекция 8 План: 1. Виды раздражителей, 2. Свойства возбудимых тканей, 3. Потенциал покоя (ПП)
Основные проявления жизнедеятельности 1. Физиологический покой 2. Физиологическая активность
Разновидности биологических реакций § § Раздражение – любая ответная реакция на действие раздражителя, свойственная всему живому Возбуждение – активная реакция специализированных (возбудимых) клеток на внешнее воздействие
Классификация раздражителей по происхождению: 1. естественные (нервные импульсы) 2. искусственные (физические, химические, физико-химические)
Классификация раздражителей по биологическому принципу: 1. 2. адекватные, которые при минимальных энергетических затратах вызывают возбуждение ткани в естественных условиях существования организма; 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. 2. 3. Нервная Мышечная Секреторная
Свойства возбудимых тканей: Возбудимость 2. Проводимость 3. Лабильность 1. Специфические: сокращение 2. выделение секрета 1.
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/сек). Проводимость выше в нервной ткани, ниже в мышечной ткани.
Лабильность - это функциональная подвижность, способность возбуждаться в соответствии с ритмом раздражителя (импульс/сек). Лабильность выше в в нервной ткани, ниже в мышечной ткани.
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.
Карло Маттеучи (1837 г. ) один нервно— мышечный препарат возбуждается током, возникающим при сокращении мышцы другого препарата
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» .
Английский зоолог Д. Юнг (1936) обнаружил, что особые длинные тяжи у кальмаров и каракатиц являются не кровеносными сосудами, как считалось ранее, а необычайно толстыми аксонами.
А. Ходжкин, Э. Хаксли, Б. Катц экспериментально обосновали мембранно-ионную теорию, за что получили нобелевскую премию
Схема регистрации мембранного потенциала клетки
Физиологический мембранный потенциал 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 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 деполяризация 1. Поляризация значение МП в состоянии покоя. 2. Деполяризация уменьшение МП, 3. Гиперполяризация увеличение МП. МП или Ео гиперполяризация
