Занятие 2. Мембранные потенциалы возбудимой клетки. Возбудимость как свойство ткани, параметры возбудимости

Общая физиология возбудимых тканей

Занятие 1. Биологическая мембрана. Виды транспорта. Диффузионные потенциалы. Мембранный потенциал покоя.

Строение мембраны. Трансмембранный транспорт: активный и пассивный. Виды активного транспорта: первичный и вторичный, виды вторичного активного транспорта: котранспорт и контртранспорт. Виды пассивного транспорта: простая диффузия (через липидный слой и через каналы), облегченная диффузия, осмос. Движущая сила диффузии для незаряженных частиц — концентрационный градиент. Роль мембранных белков в транспорте: каналы, переносчики, насосы (АТФ-азы). Роль Na⁺,K⁺-АТФазы в создании и поддержании трансмембранных концентрационных градиентов.

Диффузия ионов: движущие силы (концентрационный и электрический градиенты) и проницаемость (ионные каналы). Виды ионных каналов. Диффузионные потенциалы. Равновесный потенциал и электрохимический градиент. Потенциал покоя: значение, измерение (микроэлектродная техника), происхождение: роль калия, натрия, каналов утечки. Термины: деполяризация, реполяризация, гиперполяризация

Контрольные вопросы

1. Что такое раздражимость?
2. Что такое возбуждение и возбудимость? Какие ткани относятся к возбудимым?
3. Как заряжены клетки возбудимых тканей в покое снаружи и внутри (с какой стороны положительно, с какой — отрицательно?
4. Что такое мембранный потенциал (это разность потенциалов между чем и чем)? В каких единицах он измеряется?
5. Как измеряют мембранный потенциал? Сколько нужно электродов и как они должны быть расположены?
6. Что такое потенциал покоя и чему он равен?
7. Что такое деполяризация, реполяризация и гиперполяризация?
8. Что приводит к возникновению и изменению мембранных потенциалов (деполяризации, реполяризации и гиперполяризации)?
9. Какие движущие силы определяют диффузию ионов через мембрану?
10. Каковы ионные концентрации основных ионов (натрия и калия) внутри и снаружи клетки (где преобладает калий, а где —натрий)?
11. Что такое натрий-калиевый насос, к какому типу транспорта он относится, какова его функция?
12. Что такое ионные каналы, какие бывают ионные каналы (в зависимости от того, что приводит к их открыванию и закрыванию)?
13. Каковы проницаемости мембраны для натрия и калия в состоянии покоя?

14. Каково происхождение потенциала покоя (какой ионный ток его создает)?

Занятие 2. Мембранные потенциалы возбудимой клетки. Возбудимость как свойство ткани, параметры возбудимости.

Изменения МП при входящем и выходящем токах. Физиологическая роль ПП для трансмембранного транспорта (вторичного активного транспорта) и для генерации ПД.

Биопотенциалы как носители информации. Два типа биопотенциалов: местные и распространяющиеся (ПД). Их роль в информационных процессах — обработке и передаче информации. Подпороговые ответы: пассивный ответ, локальный ответ. Свойства локального ответа. Закон силовых отношений/закон все или ничего; распространение с затуханием/без затухания; способность к суммации/рефрактерность. Понятия возбуждение, возбудимость, возбудимые ткани. Eкр как точка равновесия между калиевым и натриевым током. Влияния ионных проницаемостей на Eкр и возбудимость. Влияние длительной деполяризации и длительной гиперполяризации на Eкр и возбудимость. Аккомодация. Изменения возбудимости во время ПД: абсолютная и относительная рефрактерность, их причины (значение натриевой инактивации).

ПД: параметры, конфигурация и фазы. Ионные механизмы (быстрые натриевые каналы, их ворота и свойства; потенциалчувствительные калиевые каналы, их ворота и свойства; ионные токи, обусловливающие восходящую и нисходящую фазы ПД). Самоусиливающийся (регенеративный) характер деполяризации. Закон «все или ничего» как следствие самоусиливающегося характера деполяризации. Следовые потенциалы. Пороговая сила раздражителя. Пороговые, подпороговые и сверхпороговые стимулы. Условие возникновения ПД: деполяризация до критического уровня.

Количественный показатель возбудимости: разница между МП и Eкр (пороговый потенциал), полезное время, хронаксия. Лабильность. Зависимость пороговой силы раздражителя от его длительности. Кривая силы—времени. Применение сверхкоротких стимулов в физиотерапии

Контрольные вопросы

1. Каковы форма и параметры потенциала действия (из каких он состоит фаз, каковы его длительность и амплитуда), каковы значения мемранного потенциала в разных точках ПД (перед его возникновением, на пике и после его окончания?
2. Каким ионным током обусловлена фаза деполяризации ПД?
3. Каналы какого типа (потенциалчувствительные, хемочувствительные) обеспечивают фазу деполяризации ПД? Как ведет себя проницаемость этих каналов во время фазы деполяризации?
4. Каким ионным током обусловлена фаза реполяризации ПД?
5. Какой показатель является наиболее известным и распространенным параметром возбудимости?
6. Что такое пороговые, подпороговые и сверхпороговые раздражители?
7. Как зависит амплитуда ПД от силы раздражителя? Что такое закон "все или ничего"?
8. Что такое критический уровень деполяризации?
9. Как меняется возбудимость при кратковременной деполяризации и гиперполяризации (приближении МП к Екр и отдалении от него)?
10. Что такое рефрактерность и когда она наблюдается?
11. Что такое локальный ответ? Как он зависит от силы раздражителя? Что такое суммация?
12. Как распространяются локальный ответ и ПД?