Слайд 1Биоэлектрические процессы в возбудимых тканях
Проф. Н.П.Ерофеев
Слайд 2Ответ на раздражение -универсальная реакция живых тканей
Раздражимость – способность организма
и образующих его систем реагировать на воздействия внешней (внутренней) среды
– стимулы (раздражители).
Ответ заключается в изменениях структуры и функции ткани (клетки).
Слайд 3 Стимулы (раздражители) разделяются по:
Адекватности – адекватные (низкий порог, специфичность),
неадекватные.
Природе – физические (электрические, механические), химические.
Силе – подпороговые, пороговые, сверхпороговые.
Слайд 4Разберем пример: почему костная и мышечная ткани различаются по скорости
реакции на травму?
Может быть в клетках одной из этих тканей
имеется особый структурно-функциональный элемент, который управляет скоростью ответа на стимул?
Слайд 5Возбудимость – специфическая способность возбудимых тканей изменять ионную проницаемость и
мембранный потенциал в ответ на адекватный стимул.
Возбуждение – стандартный процесс
изменения электрической проводимости цитоплазматической мембраны, генерации потенциала действия (ПД), распространении ПД и специфического ответа ткани на раздражения.
Слайд 6Возбуждение возникает исключительно на мембране возбудимых клеток.
Возбуждение вызывает 2 вида
изменений функции клеток возбудимых тканей:
Неспецифические (общие для всех возбудимых тканей
) стандартные реакции мембраны : изменение ионной проницаемости и величины потенциала мембраны.
Специфические (частные реакции), которые свойственны только отдельным тканям (возбудимым) : возбуждение мембраны миоцитов приводит к сокращению, возбуждение мембраны нейрона вызывает его проведение по аксонам.
Слайд 7Нервная и мышечная ткани являются возбудимыми
Порог стимула – мера оценки
возбудимости ткани.
Запомните! чем меньше порог раздражителя, тем более возбудима ткань.
Нервная ткань обладает большей возбудимостью чем мышечная.
Слайд 8Соотношение между исходным уровнем потенциала мембраны(Еm), критическим уровнем деполяризации (Ec)
и пороговым потенциалом (ΔVm) в норме (1), при деполяризации (2)
и гиперполяризации (3)
1
2
3
Слайд 9Клетки нервной и мышечной тканей имеют плазматическую мембрану, которая является
легковозбудимой структурой
Есть мембрана – есть возбуждение !
Слайд 10Структура мембраны возбудимых клеток определяет их биоэлектрические свойства
Слайд 11Липидный бислой – это основной структурообразующий компонент мембраны, каркас клеточного
содержимого.
Он создает относительно непроницаемый барьер для большинства водорастворимых молекул.
Белки мембраны
«растворены» в липидном бислое и определяют все функции мембраны.
Липидный бислой - это настоящая советская авоська
Слайд 12Функции белков мембраны
1. Ионные каналы – транспортируют вещества внутрь клетки
и обратно.
2. Выступают как переносчики определенных молекул через мембрану.
3. Являются
ферментами и катализируют ассоциированные с мембраной реакции.
4. Выполняют адгезивную роль, связывая цитоскелет с внеклеточным матриксом.
5. Служат в качестве мембранных рецепторов для получения и преобразования химических сигналов из внешней среды.
6. Идентифицируют вещества, вступающие в контакт с мембраной клетки.
Слайд 16Основные функции мембраны
Образует полупроницаемый, избирательный барьер между цитоплазмой и внешней
средой.
Проницаемость мембраны управляется ее функциональным состоянием (покой или работа)
и сигналами из внешней среды.
Регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой.
Уникальный детектор и трансдуктор, приходящих стимулов.
Соединяет между собой клетки (межклеточные контакты) и прикрепляет клетки к внеклеточному матриксу.
Слайд 17Мембрана называется полупроницаемой, потому что
Мембрана ограничивает движение ионов какого-либо вида,
т.е. одни ионы проходят через нее, а другие – нет.
В
результате этого возникает асимметрия в распределении ионов по обе стороны мембраны и (химический) градиент концентраций ионов.
Слайд 18Транспорт веществ через мембрану зависит от ее проницаемости
Слайд 19Мембрана – это частокол, окружающий некое жилище. Частокол пропустит воду,
ветер, небольшие живые существа. Однако крупные животные все же способны
преодолеть забор, если они могут прыгать, лазать или проходят через охраняемые ворота.
Слайд 20Благодаря этим свойствам мембрана создает и поддерживает
Химическую (концентрационную) асимметрию ионов
по обе стороны мембраны.
Электрический градиент зарядов.
Поляризацию мембраны (диполи).
Слайд 21Химический градиент: Натрия > вне клетки. Калия > внутри клетки.
Слайд 22В покое мембрана более проницаема для ионов К+
Слайд 23Почему в покое мембрана поляризована?
В покое К+ по градиенту концентрации
выходит из клетки – это пассивный К+ ток.
Мембрана свободно пропускает
К+ - селективность.
Слайд 24Возникает и поддерживается МП
МП = ПП = Пассивный К+ ток.
МП
регистрируют с помощью микроэлектродной техники.
Линг и Джерард впервые так сделали
микроэлектрод
Слайд 28Исследование мембраны с помощью микроэлектродов
Слайд 29Метод фиксации потенциала – patch-clamp позволяет изучать: одиночные каналы (1),
целые неповрежденные клетки (2)
Слайд 30А.Ходжкин, Э.Хаксли и кальмар
Не верьте людям, которые говорят, что это
маленький кальмар
Алан Ходжкин
Эндрю Хаксли
Слайд 31На самом деле – это гигантский кальмар!
Слайд 33С помощью переносчиков
Переносчики – интегральные белки.
1. Облегченная диффузия (ферменты:
транслоказы, пермиазы)
2. Активный транспорт (первично активный и вторично активный).
Слайд 36Активный транспорт – первично активный
Слайд 40По типу активации ионные каналы мембраны делятся на 3 вида
Электровозбудимые,
потенциалуправляемые.
Хемовозбудимые, (лиганд-рецептор -зависимые), хемоуправляемые.
Механовозбудимые, механоуправляемые.
Слайд 42Локальный ответ. Кривые 1,2 – пассивный электротонический потенциал в ответ
на увеличивающиеся по амплитуде стимулы. Кривые 3, 4, 5 –
локальные ответы – истинная деполяризация. Кривая 6 – ПД.
Слайд 43Свойства локальных ответа
Суммируются
Не распространяются
Градуальны (зависят от силы стимула)
Слайд 46Свойство ПД
Отвечает закону « Все или ничего»
Слайд 47Изменения возбудимости во время возбуждения.
Слайд 48Рефрактерность (невозбудимость):
Абсолютная
Относительная
Слайд 49В практической медицине используют эти фундаментальные знания
Местные анестетики блокируют натриевые
каналы.
Натрий не входит в нервные волокна, значит возбуждение не возникает
(боль не распространяется).
Кардиологи управляют входом Кальция (лечение аритмий, гипертонии)
Слайд 50Спасибо за внимание!
Мы Вас любим!