Лекция 2 Возбуждение клетки
Лекция 2 Возбуждение клетки и изменение возбудимости. Проведение возбуждения по нервному волокну. 1
Состояние покоя 2
Возбуждение клетки Переход от покоя к активному состоянию происходит в результате повышения проницаемости ионных каналов для натрия, а иногда и для кальция. 3
Возбуждение клетки • Возбуждение клетки-это её реакция на действие раздражителей. • Возбуждение клетки проявляется в её внешней деятельности (сокращение, генерация импульса и. т. д. ). • В качестве внешних воздействий, вызывающих возбуждение, могут выступать механические, химические, звуковые и световые влияния. • Для каждой клетки существует свои раздражители. • Минимальная сила раздражителя необходимая для возбуждения клетки называется пороговой. 4
Причиной изменения – раздражителем - проницаемости может быть 1. изменение потенциала мембраны 2. взаимодействие мембранных рецепторов с биологически активным веществом 3. механическое воздействие 4. изменение химизма среды 5. изменение температуры. 5
Раздражители: 1. По силе: подпороговые и пороговые 2. По биологической значимости: адекватные и неадекватные 6
Натрий устремляется в клетку, возникает ионный ток и происходит снижение мембранного потенциала - деполяризация мембраны. 7
При стимуляции поляризация переходит в деполяризацию Before stimulation Inside Neuron After stimulation Na A 8 K+
Na+ поступает в клетку! Что дальше? На доли секунды устанавливается равновесный натриевый потенциал 9
10
Порог возбуждения служит мерой возбудимости ткани. • Минимальная сила раздражителя, которая необходима для возникновения возбуждения, называется ПОРОГОМ ВОЗБУЖДЕНИЯ или порогом реакции У всех возбудимых клеток существует такой уровень деполяризации – уменьшения отрицательного заряда мембраны – при котором активируются все быстрые, потенциалзависимые натриевые каналы 11
. Этот уровень деполяризации называется критическим уровнем деполяризации (КУД) 12
Изменения мембранного потенциала принято отображать графически 13
МПП 14
Изменение потенциала мембраны 15
16
Быстрое изменение потенциала мембраны в ответ на действие раздражителя пороговой силы называется потенциал действия (ПД) 17
Что такое потенциал действия? • ПД- очень быстрый, кратковременный электрический процесс. • Пик ПД представляет кратковременную инверсию внутриклеточного потенциала. • Причиной ПД является открытие натриевых и калиевых каналов. Каналы, открываемые электрическим стимулом, называют потенциалзависимыми. • Вход натрия обеспечивает восходящую фазу пика ПД, т. е. Деполяризацию, а несколько запаздыающий выход ионов калия участвует в создании нисходящей фазы пика- реполяризацию. 18
19
ПД характеризуется: 1. амплитудой 2. длительностью 20
Фазы ПД 21
Три электрические характеристики мембраны 1. МПП 2. КУД 3. Овершут (точка реверса потенциала) 22
Раздражитель пороговой силы Способен деполяризовать мембрану до КУД 23
Изменение потенциала мембраны в ответ на действие раздражителя подпороговой силы – называется локальный ответ - ЛО Деполяризация не достигает КУД 24
Зависимость ЛО от силы раздражителя 25
Зачем нам знания о локальном ответе Если вспомнить о том, что возбудимость клетки (способность к ответу) определяется наличием и величиной мембранного потенциала, то становится ясно, что при его колебаниях изменяется и возбудимость 26
Изменение возбудимости при ЛО 27
Сравнительная характеристика ЛО и ПД 1. Ответ на действие 1. Ответ на действие раздражителя раздражителя пороговой подпороговой силы силы 2. ЛО пропорционален 2. ПД не зависит от силы силе раздражителя. раздражителя и 3. ЛО может подчиняется закону «все суммироваться до тех пор, или ничего» пока изменения мембранного 3. ПД не суммируется потенциала не достигнут КУД 4. ЛО не передается по мембране 4. ПД передается по мембране 28
В какое время при ПД мембрана способна ответить на раздражитель 29
Во время ПД есть период, когда мембрана невозбудима – период абсолютной рефрактерности 30
Изменение возбудимости по фазам ПД 31
• Инактивация натриевой системы в процессе генерации потенциала действия приводит к тому, что клетка в этот период не может быть повторно возбуждена, т. е. наблюдается состояние абсолютной рефрактерности. • Постепенное восстановление потенциала покоя в процессе реполяризации - состояние относительной рефрактерности. • Исследование возбудимости клетки во время локального ответа или во время отрицательного следового потенциала показало, что генерация потенциала действия возможна при действии стимула ниже порогового значения. Это состояние супернормальности, или экзальтации. 32
33
34
35
36
Скорость распространения зависит от толщины волокна 37
Скорость распространения зависит от миелиновой оболочки 38
39
ПД возникает в перехватах Раньве 40
41
Сальтаторное проведение импульса 42
Закономерности проведения импульса по нерву 1. Возбуждение может распространяться в любом направлении. Сальтаторное проведение импульса 2. Возбуждение распространяется не затухая (возникает ПД стандартной величины). 3. Высокая скорость проведения возбуждения. Скорость проведения возбуждения тем больше, чем выше амплитуда ПД. 4. Частота импульсов не изменяется 5. Скорость проведения прямо пропорциональна диаметру нервного волокна. 6. Возбуждение проводится изолированно по каждому нервному волокну 43
