Б) мембранный потенциал покоя (МПП), его природа

I.ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ.

1. Физиология клеток:

 

а) общие свойства клеток:

- дыхание;

- обмен в-в;

- экскреция продуктов метаболизма;

- увеличение размеров и массы;

- размножение;

- апоптоз - генетически запрограммированная гибель клеток;

- раздражимость - св-во кл. реагировать на воздействие хим. и физ. природы увеличением активности;

- интегративная деят-ть - спос-ть анализировать и обобщать информацию;

- спос-ть к синтезу и секреции БАВ;

- возбудимость - специфическая форма раздражимости, заключающаяся в спос-ти клеток в ответ на раздражение генерировать биоэлектрический потенциал;

- лабильность - спос-ть клеток воспроизводить частоту раздражений без искажений;

- рефрактерность(относительная,абсолютная) - спос-ть кл. к временному подавлению или исчезновению возбудимости;

- проводимость - спос-ть проводить биопотенциалы вдоль мембран и внутрь клетки;

- сократимость - спос-ть кл. к активному изменению формы, размеров.

 

б) роль клеточных мембран в обеспечении клеточных функций и межклеточного взаимодействия:

Клетки отделены от внутренней среды организма клеточной или плазматической мембраной.

ф-ии мембраны:

1) защитная, барьерная, т.е. предупреждает и учавствует в создании концентрационных градиентов, препятствуя свободной диффузии. Принимает участие в механизмах электрогенеза: создании потенциала покоя, генерация ПД.

2) регуляторная ф-я: регуляция внутриклеточного содержимого и внутрикл. реакций за счет рецепции внеклеточных БАВ. Приводит к изменению активности ферментных систем.

3) высвобождение медиаторов в синаптических окончаниях.

4) преобразование внешних стимулов неэлектрической природы в электрические сигналы.

5)транспорт ионов через мембрану

6)рецепторная

 

в) функции рецепторов клеточных мембран:

- рецепторы обладают специфической чувствительностью к различным агентам: гормонам, медиаторам, антигенам, хим. и физ. раздражителям.

- рецепторы отвечают за распознавание клеток.

-рецепторы учавствуют в развитии иммунитета (распознавание своего - чужого).

хим. или механический сигнал вначале воспринимается рецепторами мембраны клеток. Следствием этого является химическая модификация мембранных белков, влекущая активацию "вторичных посредников", обеспечивающих быстрое распространение сигнала к клетке.

 

г) хар-ка свойств ионных каналов:

· селективность (избирательность) канала обеспечивается его особой белковой структурой. Ионные каналы специфичны (селективны) по отношению к конкретным катионам и анионам (например, для Na+ [натриевый канал], K+ [калиевый канал], Ca2+ [кальциевый канал], Cl– [хлорный канал] и др.).

· Потенциалозависимые ионные каналы управляются мембранным потенциалом (МП). Колебания МП приводят к конформационным изменениям белковой структуры канала, что и переводит канал в открытое либо закрытое состояние. Благодаря наличию потенциалозависимых Na+каналов в возбудимых структурах происходит генерация и распространение ПД.

· хемоуправляемые каналы: рецептор–зависимые и G белок–зависимые имеют прямое отношение к мембранным рецепторам. Соединение лиганда с рецептором вызывает конформационные изменения в канале, изменяющие его функциональное состояние. Эти каналы не столь избирательны, как потенциалозависимые и, будучи в открытом состоянии, пропускают несколько разных, но одинаково заряженных ионов.

 

2. Транспорт воды и веществ через биологические мембраны:

а) виды транспорта:

- пассивный: фильтрация, осмос, диффузия (простая, облегченная) - движение небольших неполярных и полярных молекул в обоих направлениях по градиенту концентрации, по электрохимическому градиенту или по градиенту гидростатического давления, осуществляется без затрат энергии и характеризуется низкой специфичностью.

- активный: первичноактивный, вторичноактивный - движение молекул против электрохимического и концентрационного градиентов с затратой энергии..

 

б) хар-ка пассивного и активного транспорта:

Пассивный транспорт:

- диффузия происходит за счет градиента концентрации по обе стороны мембраны (вода, кислород, углекислый газ, гидрофобные, низкомолекулярные в-ва).Простая и облегченная(с помощью переносчиков)

- осмос происходит за счет электрохимического градиента по обе стороны мембраны.

- фильтрация. При наличии градиента гидростатического давления в 2х областях среды вода может фильтроваться через поры барьера, разделяющего эти области. Фильтрация лежит в основе многих процессов: образование мочи в нефроне, обмен воды между кровью и тканевой жидкостью в капиллярах.

 

Активный транспорт:

Первично-активным транспорт называется в том случае, когда происходит перенос вещества против электрохимического градиента за счет энергии клеточного метаболизма. Примером служит транспорт ионов Na+, который происходит при участии фермента Na+, К+-АТФазы, использующей энергию АТФ.

Вторично-активным называется перенос вещества против концентрационного градиента, но без затраты энергии клетки непосредственно на этот процесс.

 

в) характеристика симпорта и антипорта:

Унипорт — однонаправленный транспорт одного вещества.

Симпорт (котранспорт) - перенос двух веществ в одном направлении (глю, натрий) при помощи одного и того же переносчика.

Антипорт (обменник) - перенос двух веществ в противоположном направлении (Na в клетку, Ca из клетки) при помощи одного и того же переносчика

 

 

3.Физиология возбуждения:

 

а) физиологические свойства возбудимых образований:

К возбудимым тканям относят: нервную, мышечную, железистую. Им характерны все общие свойства клетки, но наиболее важные и ярко выражены следующие:

- возбудимость - специфическая форма раздражимости, заключающаяся в спос-ти клеток в ответ на раздражение генерировать биоэлектрический потенциал;

- проводимость - спос-ть проводить биопотенциалы вдоль мембран и внутрь клетки;

- рефрактерность - спос-ть кл. к временному подавлению или исчезновению возбудимости;

- лабильность - спос-ть клеток воспроизводить частоту раздражений без искажений.

 

б) мембранный потенциал покоя (МПП), его природа.

МПП - разность потенциалов покоящейся клетки между внутренней и наружной сторонами мембраны. Внутренняя мембрана заряжена "-" относительно наружной. Величина МПП зависит от вида ткани(нервная - -70мВ, поперечно-полосатая мышечная - -90мВ, гладко-мышечная - -50мВ). Увеличение МПП - деполяризация, увеличение - гиперполяризация, восстановление МПП - реполяризация.

 

в) мембранно-ионный механизм возбуждения клеток:

При нанесении точечного раздражения на нервное волокно в соответствующем участке мембраны возникает ПД. Внутренняя сторона мембраны заряжена положительно по отношению к соседней, покоящейся. Между точками волокна, имеющими различный потенциал, возникает ток (локальный ток), направленный от возбужденного (+) на внутренней стороне мембраны к участку волокна. Этот ток оказывает деполяризующее действие на мембрану волокна в покоящемся участке и при достижении критического уровня деполяризации мембраны в данном участке возникает МПД.