Общая характеристика возбудимых тканей 1
Основные проявления жизнедеятельности § Физиологический покой § Физиологическая активность Раздражение Возбуждение Торможение 2
Раздражимость и возбудимость биологических систем Покой Активность или деятельное состояние Относительное постоянство физиологической деятельности и отсутствие возникает при изменении внутренней или внешней проявления специфических среды и означает, что рабочих функций биологическая система проявляет специфическую рабочую функцию 3
Разновидности биологических реакций l l Раздражение – изменение структуры или функции при действии внешнего раздражителя Возбуждение – изменение электрического состояния клеточной мембраны, приводящее к изменению функции живой клетки 4
Из истории вопроса l В 1771 г. итальянский ученый-анатом и физиолог Луиджи Гальвани доказал существование так называемого ¨животного электричества¨. 5
Первый опыт Гальвани 6
Второй опыт Гальвани Второй опыт 7
Опыт Маттеучи Опыт 8
Свойства возбудимых тканей Возбудимость - способность возбудимых тканей отвечать возбуждением на раздражение. Характеризуется порогом возбуждения (минимальной силой, способной вызвать возбуждение). Проводимость - способность проводить возбуждение. Оценивается по скорости распространения возбуждения. Лабильность - функциональная подвижность ткани. Характеризуется количеством потенциалов действия или возбуждений, которые клетка может воспроизводить в единицу времени. Лабильность нерва - 1000 ПД/с, мышцы - 500 ПД/с, синапса 50 ПД/с. 9
ВОЗБУДИМОСТЬ – это частное проявление раздражимости, характеризующееся возникновением и распространением потенциала действия. Возбудимость имеет электрическую природу 10
l l 1 - 0, 5 в 2 – 1, 0 в 3 – 1, 5 в 4 – 2, 0 в Зависимость между силой раздражения и величиной ответной реакции 11
сила Между силой раздражителя и временем, необходимым для того, чтобы он вызвал возбуждение, существует количественная связь. 2 реобазы реобаза хронаксия время 12
ЗАКОН «СИЛА - ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» 13
прово. ДИМОСТЬ – это способность ткани проводить возбуждение. прово. ДИМОСТЬ характеризуется скоростью распространения возбуждения в единицу времени (м/с) или (см/с). Проводимость имеет электрическую природу 14
Порог раздражения l l Минимальное значение силы раздражителя (электрического тока), необходимое для снижения заряда мембраны от уровня покоя (Ео) до критического уровня (Ео), называется пороговым раздражителем. Подпороговый раздражитель меньше по силе, чем пороговый Сверхпороговый раздражитель - сильнее порогового Порог раздражения или Еп = Ео - Ек 15
Лабильность Максимальное число импульсов, которое возбудимая ткань способна воспроизвести в соответствии с частотой раздражения нерв – свыше 100 гц мышца – около 50 гц l 16
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПОДВИЖНОСТЬ – это скорость пропуска волн возбуждения. Чем больше волн возбуждения пропускает возбудимая структура, тем ее функциональная подвижность выше 17
Раздражители – факторы внешней среды, вызывающие переход биосистемы в активное состояние 18
Виды раздражителей различают по: Шприроде Ш биологическому значению Шсиле 19
Природа раздражителей физическая - электрические, механические, тепловые Химическая - форма и размер молекул и ионов, величина и знак заряда иона 20
Биологическое значение Адекватные Не адекватные 21
Силы раздражителя: Ш подпороговые Ш максимальные Ш субмаксимальные Ш супермаксимальные 22
Общие закономерности раздражения Закон силы Закон длительности Закон градиента или крутизны нарастания раздражителя 23
Закон силы Чем больше сила раздражения, тем сильнее до известных пределов ответная реакция 24
l l 1 - 0, 5 в 2 – 1, 0 в 3 – 1, 5 в 4 – 2, 0 в Зависимость между силой раздражения и величиной ответной реакции 25
При увеличении длительности раздражения до определенного предела возрастает и ответная реакция живой системы Зависимость между силой и длительностью порогового раздражения 26
сила Между силой раздражителя и временем, необходимым для того, чтобы он вызвал возбуждение, существует количественная связь. 2 реобазы реобаза хронаксия время 27
Закон градиента Сила порогового раздражения зависит от скорости нарастания раздражения. Повышение скорости сопровождается возрастанием до известных пределов ответной реакции. При медленном нарастании раздражения чувствительность системы снижается вплоть до не возбудимости 28
Закон градиента раздражения (аккомодация) Крутизна нарастания силы раздражения: 1 - высокая 2 -средняя 3 -низкая 29
Функции клеточной мембраны 1. сохранение постоянства внутренней среды, 2. сохранение клеточной структуры, 3. восприятие сигнала из внешней среды и др. Строение мембраны двойной слой фосфолипидов, в который включены другие группы липидов и белковые молекулы. 31
32
Строение мембраны Строение 33
Схема строения мембраны 34
Фосфолипиды Составляют 80% от массы липидов мембраны. Строение молекулы неполярная часть – гидрофобный “хвост” полярная часть– гидрофильная головка (в зависимости от р. Н среды заряд чаще отрицательный) 35
Вода Бислой липидов Мицелла 36
Функции клеточной мембраны 1. сохранение постоянства внутренней среды, 2. сохранение клеточной структуры, 3. восприятие сигнала из внешней среды и др. Строение мембраны двойной слой фосфолипидов, в который включены другие группы липидов и белковые молекулы. 37
ПОЛУПРОНИЦАЕМОСТЬ является отличительным свойством плазматической мембраны 38
Распределение ионов по обе стороны мембраны клетки Na+ K+ K+ A- Na+ Na+ 39
Белки клеточной мембраны Составляют до 50 -60% сухой массы мембраны • Каналы • Рецепторы • Насосы • Ферменты • Структурные белки Виды транспорта через мембрану: пассивный, активный 40
Экзоцитоз и эндоцитоз. Вверху: внутриклеточная везикула сливается с липидным бислоем плазматической мембраны и открывается во внеклеточное пространство. Этот процесс называется экзоцитозом. Внизу: плазматическая мембрана инвагинирует на небольшом участке и отшнуровывает везикулу, заполненную внеклеточным материалом. Этот процесс называют эндоцитозом 41
Рис. 5. Механизмы прохождения веществ через клеточную мембрану. 42
ИОННЫЕ КАНАЛЫ 43
Виды ионных каналов l 1. Электровозбудимые потенциалозависимые каналы l 2. Хемовозбудимые лиганд -рецептор-зависимые каналы 44
45
Электровозбудимый Na+-канал возбудимой мембраны 46
Схема хемовозбудимого Na+-канала 47
Потенциал-зависимый Na+-канал имеет три разных функциональных состояния 48
49
Блокада калиевых каналов тетраэтиламмонием резко удлиняет процесс реполяризации 50
Принципиальная схема Na+, К+ - насоса 51
Калий-натриевый насос Перенос калия внутрь клетки и натрия наружу обеспечивается калий-натриевым насосом. Этот процесс требует энергии АТФ Этот механизм является электрогенным, поскольку на 2 катиона калия, переносимого внутрь клетки, наружу переносится 3 катиона натрия. Так внутри становится еще меньше положительно заряженных частиц (25% от общей величины потенциала покоя). 2 K+ 3 Na+ + + АТФ-аза 52
Na+-K+ -насос мембраны K+ АТФ -аза Na+ 53
Na+ К+ К+ Na+ 54
К+ К+ К+ А- А- К+ К+ Катионы калия Органические анионы Потенциал покоя = -70 мв 55
Рис. 7. Двойной электрический слой – скачок потенциала – на мембране. 56
Внутриклеточная регистрация мембранного потенциала. А. Клетка помещена в камеру, заполненную плазмой крови (или физиологическим раствором). Б. Слева: когда оба электрода, отводящий и, референтный, находятся вне клетки, вольтметр регистрирует между ними нулевую разность потенциалов. Справа: когда отводящий электрод введен в клетку, а референтный находится вне клетки, вольтметр регистрирует величину потенциала покоя. В. Потенциал до и после введения электрода в клетку 57
Потенциал покоя (Ео) мв +30 0 -90 Ео 58
Внутри– и внеклеточные концентрации ионов в мышечных клетках теплокровного животного 59
Потенциал покоя создается: 1. Неравновесным распределением калия, натрия, хлора и кальция внутри клетки по отношению к внешней среде. 2. Разной проницаемостью мембраны для этих ионов. 3. Основным потенциалобразующим ионом является катион калия. 4. Постоянство потенциала покоя поддерживается работой ионных насосов. 5. Электрогенность калий-натриевого насоса вносит дополнительный вклад в создание мембранного потенциала. 60
Мембранно-ионная теория происхождения потенциала покоя (ПП) Все клетки живого организма поляризованы. Между внутренней средой клетки и внешней средой существует разность потенциалов - мембранный потенциал (потенциал покоя). Существование животного электричества открыл Гальвани в 1791 г. Авторы современной теории: Ходжкин, Катц, Хаксли 1949 -1952 гг. Положения теории: Ионы вне и внутри клетки распределены неравномерно. Катионов калия внутри клетки больше в 40 -50 раз, натрия меньше в 8 -12 раз, анионов хлора меньше в 30 -40 раз. Разность концентраций ионов создается работой ионных насосов Проницаемость мембраны для разных ионов различна. В состоянии покоя проницаемость для калия, натрия и хлора неодинаковы: Р калия : Р натрия : Р хлора = 1 : 0, 04 : 0, 45 61
ТРИ СОСТОЯНИЯ МЕМБРАНЫ 62
Мембранно-ионная теория происхождения потенциала действия (ПД) ПД – это быстрое изменение мембранного потенциала, которые возникают в месте нанесения раздражения и распространяются на всю мембрану клетки. В основе возбуждения лежит изменение проницаемости мембраны для калия и натрия, связанное с активацией потенциалзависимых натриевых и калиевых каналов. 63
мв +30 Спайк Овершут 1 – фаза медленной деполяризации 0 2 – фаза быстрой деполяризации 2 3 3 – фаза реполяризации 4 - фаза следовой деполяризации Eк -60 5 – фаза следовой гиперполяризации 1 4 Eo -70 5 64
65
НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ ДЛЯ ВОЗНИКНОВЫЕНИЯ РАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЕО ≤ ЕK 66
Потенциал действия (МПД) Потенциал действия (МПД 67
2 Фазовые изменения возбудимости при возбуждении 3 I – фаза повышенной возбудимости 4 1 5 I II IV V норм. возб-ть II – фаза абсолютной рефрактерности (невозбудимости) III – фаза относительной рефрактерности IV – фаза супернормальной возбудимости (экзальтации) нулевая возб-ть V – фаза субнормальной возбудимости 68
Рис. 18. Изменение проводимости мембраны для разных ионов во время потенциала действия 69
Потенциал действия: 1. Возникает в ответ на пороговые и сверхпороговые раздражители. 2. Обусловлен увеличением проницаемости мембраны для натрия и калия. При этом деполяризация определяется натриевым током, реполяризация - калиевым. 3. Вслед за основными фазами потенциала действия возникают следовые потенциалы. Следовый отрицательный связан с повышенной проводимостью мембраны для натрия, положительный для калия. 4. Потенциал действия распространяется и подчиняется правилу “Все или ничего”. 5. При возбуждении активируется калий-натриевый насос. 70
Локальный ответ Eк Eo Отличия локального ответа от потенциала действия: 1. Возникает на подпороговые раздражители. 2. Не распространяется. 3. Не подчиняется правилу “Все или ничего”. 4. Способен к суммации. 5. Возбудимость в период локального ответа повышена. Если локальный ответ достигнет уровня критической деполяризации, он перерастает в потенциал действия. 71
Скачать презентацию Общая характеристика возбудимых тканей 1 Основные проявления
общая харак Возб тканей.ppt