ВИСНОВОК

Мембранний потенціал спокою та дії (МПС та ПД), механізм утворення, методи реєстрації.

ВИСНОВОК

до другого питання:

Таким чином, трансмембранне перенесення більшості сполук, іонів відбувається за допомогою відповідних систем. І провідна роль у забезпеченні цих процесів належить білковим структурам. Транспортування речовин відбувається за кількома механізмами і тому може бути пасивним, первинно- і вторинно-активним, піноцитозом та ендоцитозом.

У розвитку збудження виділяють 4 етапи:

1) попередній збудженню стан спокою (статична поляризація);

2) деполяризацію;

3) реполяризацію;

4) гіперполяризацію.

Статична поляризація – наявність постійної різниці потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями клітинної мембрани. У стані спокою зовнішня поверхня клітки завжди електропозитивні по відношенню до внутрішньої, тобто поляризована. Ця різниця потенціалів, рівна ~60 мВ, називається потенціалом спокою, або мембранним потенціалом (МП). В освіті потенціалу беруть участь 4 види іонів: катіони натрію (позитивний заряд), катіони калію (позитивний заряд), аніони хлору (негативний заряд), аніони органічних сполук (негативний заряд). Під позаклітинної рідини висока концентрація іонів натрію і хлору, у внутрішньоклітинній рідині – іонів калію і органічних сполук. У стані відносного фізіологічного спокою клітинна мембрана добре проникна для катіонів калію, трохи гірше для аніонів хлору, практично непроникна для катіонів натрію і абсолютно непроникна для аніонів органічних сполук.

У спокої іони калію без витрат енергії виходять в область меншої концентрації (на зовнішню поверхню клітинної мембрани), несучи з собою позитивний заряд. Іони хлору проникають всередину клітини, несучи негативний заряд. Іони натрію продовжують залишатися на зовнішній поверхні мембрани, ще більше посилюючи позитивний заряд.

Деполяризація – зсув МП у бік його зменшення. Під дією роздратування відкриваються «швидкі» натрієві канали, внаслідок чого іони Na лавиноподібно надходять у клітину. Перехід позитивно заряджених іонів в клітину викликає зменшення позитивного заряду на її зовнішній поверхні і збільшення його в цитоплазмі. В результаті цього скорочується трансмембранная різниця потенціалів, значення МП падає до 0, а потім у міру подальшого надходження Na в клітку відбуваються перезарядка мембрани і інверсія її заряду (поверхня стає електронегативною по відношенню до цитоплазмі) – виникає потенціал дії (ПД). Електрографічним проявом деполяризації є спайк, або піковий потенціал.

Під час деполяризації, коли позитивний заряд, що переноситься іонами Na, досягає деякого граничного значення, в сенсорі напруги іонних каналів виникає струм зміщення, який «захлопує» ворота і «замикає» (інактивує) канал, припиняючи тим самим подальше надходження Na в цитоплазму. Канал «закритий» (інактивована) аж до відновлення вихідного рівня МП.

Реполяризация – відновлення вихідного рівня МП. При цьому іони натрію перестають проникати в клітку, проникність мембрани для калію збільшується, і він досить швидко виходить з неї. В результаті заряд клітинної мембрани наближається до вихідного. Електрографічним проявом реполяризації є негативний слідової потенціал.

Гіперполяризація – збільшення рівня МП. Слідом за відновленням вихідного значення МП (реполяризації) відбувається його короткочасне збільшення в порівнянні з рівнем спокою, обумовлене підвищенням проникності калієвих каналів і каналів для Cl. У зв'язку з цим поверхню мембрани набуває надлишковий порівняно з нормою позитивний заряд, а рівень МП стає трохи вище початкового. Електрографічним проявом гіперполяризації є позитивний слідовий потенціал. На цьому закінчується одиночний цикл збудження.

Зміна збудливості в різні фази одиночного циклу порушення.

Якщо прийняти рівень збудливості в умовах фізіологічного спокою за норму, то в ході розвитку одиночного циклу порушення можна спостерігати її циклічні коливання (рис. 4). Так, в період розвитку початкової деполяризації на дуже короткий час збудливість незначно підвищується у порівнянні з вихідною. Під час розвитку повної деполяризації і інверсії заряду збуджуваність падає до 0. Час, протягом якого відсутня збудливість, називається періодом абсолютної рефрактерності. У цей час навіть дуже сильний подразник не може викликати збудження тканини.

У фазі відновлення МП збудливість також починає відновлюватися, але вона ще нижче початкового рівня. Час відновлення її від 0 до вихідної величини називається періодом первинної відносної рефрактерності. Тканина може відповісти збудженням тільки на сильні, надпорогові, роздратування.

Слідом за періодом відносної рефрактерності настає короткий період екзальтації – підвищеної (у порівнянні з вихідною) збудливості. За часом він відповідає процесу реполяризації.

Заключний етап одиночного циклу збудження – повторне зниження збудливості нижче початкового рівня (але не до 0), зване періодом вторинної відносної рефрактерності. Він збігається з розвитком гіперполяризації мембрани. Порушення може виникнути тільки в тому випадку, якщо сила подразнення значно перевищить порогову. Після цього збудливість відновлюється, і клітина готова до здійснення наступного циклу збудження.

до третього питання:

Таким чином, у стані фізіологічного спокою між вмістом клітини і позаклітинною рідиною існує різниця електричних потенціалів – мембранний потенціал спокою (МПС). У стані спокою мембрана більше проникна для іонів К⁺ ніж для іонів Na⁺. Тому сумарний вихід із клітини іонів калію, які несуть позитивний заряд, переважає над надходженням у клітину позитивно заряджених іонів натрію. Активність збудливих клітин і тканин пов’язана з виникненням потенціалу дії (ПД), де основна роль належить іонам натрію. Іони натрію пасивно, за градієнтом концентрації спрямовуються у середину клітини. В результаті знижується величина позитивного заряду на поверхні мембрани і збільшується у цитоплазмі.

Рисунок 4 – Співвідношення одиночного циклу порушення (А) та фаз збудливості (Б)

Для А: а – мембранний потенціал спокою; б – локальний відповідь або ВПСП; в – висхідна фаза потенціалу дії (деполяризація і інверсія); г – спадна фаза потенціалу дії (реполяризації); д – негативний слідовий потенціал (слідова деполяризація); е – позитивний слідовий потенціал (слідова гіперполяризація).

Для Б: а – вихідний рівень збудливості; б – фаза підвищеної збудливості; в – фаза абсолютної рефрактерності; г – фаза відносної рефрактерності; д – фаза супернормальної збудливості; е – фаза субнормальної збудливості.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Транспорт іонів та інших речовин через мембрани, його види, механізм реалізації.	\|	Властивості м’язового волокна. Механізми утворення та передачі збудження, скорочення скелетних м’язів.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.