double arrow

Задание 1. Для изучения активных свойств мембраны мы будем использовать два режима


Для изучения активных свойств мембраны мы будем использовать два режима

1)PASSIVE.CCS

2)ACTIVE.CCS

Загрузите режим PASSIVE.CCS.

Мы уже работали с этим режимом и пропускали через мембрану нейрона толчки тока в обоих направлениях, (то есть деполяризующие и гиперполяризующие), величиной 0,5-1,5 нА, которые приводили к пассивному сдвигу МП. Однако если увеличить значение иньецируемого деполяризующеготока до 2,0нА и затем нажать клавишу B, то можно наблюдать в ответ не пассивную, а активную реакцию мембраны - появление на мембране новых ионных токов или проводимостей (gNa и gK) и генерацию ПД.

Проделайте следующую операцию.

Введите в меню в графе "injected current" значение =1,5nA, нажмите клавишу В и получите пассивный ответ мембраны на иньекцию тока величиной 1,5 нA. Затем вернитесь в меню и замените значение тока на 2,0 нА, после чего нажмите клавишу Y (означающую команду наложения последующего процесса на предыдущий), чтобы наложить новый ответ на предыдущий. Теперь вы можете сравнить два ответа мембраны - пассивный и активный.

Загрузите режимACTIVE.CCS.Для этого нажмите клавишу "О" и перемещением рамки курсора(c помощью клавиш-стрелок) найдите и выберите (нажатием "enter") файлACTIVE.CCS.В этом режиме можно детально исследовать зависимость активного ответа мембраны (то есть генерации ПД) от различных параметров.

Генерацию ПД вызывайте толчком тока величиной 2,0-3,0 нA.

1.опыт. Изучите и зафиксируйте в тетради, как меняется ПП0 и активный ответ мембраны (параметры ПД - нарастание, спад, амплитуда)

а) при уменьшении наружной концентрации ионов Na+ до 0,1 мМ.

б) при уменьшении наружной концентрации ионов К+ до 0,1 мМ

Дайте объяснения наблюдаемым изменениям в ПП и генерации ПД.

2 опыт. Изучите (и опишите в тетради), как зависит ПД от изменения внутриклеточной концентрации К+.

Для проведения этого опыта используют режим K_INTRA.CCS

Чтобы перейти в этот режим, нажмите клавишу О и загрузите режим K_INTRA.CCS. Сначала посмотрите, как выглядит ответ на деполяризующий толчок тока величиной 3 nA при нормальной внутриклеточной концентрации калия (140мМ). Это значение уже введено исходно в меню. Поэтому просто нажмите клавишу В. Вы увидите картину генерации ПД при нормальных условиях и нормальных концентрационных градиентах ионов калия и натрия через мембрану. Затем вернитесь в меню (клавиша R) и введите новое значение для [K]i равное 1 мМ.

Нажмите клавишу В. Вы видите на дисплее, что в этих условиях (то есть при уменьшении внутриклеточной концентрации калия) мембранный потенциал покоя сдвигается в сторону равновесного потенциала по натрию (который равен + 41 мВ в этих условиях) (то есть мембрана деполяризуется еще до иньекции дополнительного тока). Чтобы компенсировать этот сдвиг, и в чистом виде увидеть влияние измененной внутриклеточной концентрации калия на характер генерации ПД, введите изменение в параметр" базовый ток" (base current): введите значение “base current”, равное -3nA. (Этот ток будет искусственно гиперполяризовать мембрану, тем самым компенсируя нежелательный (деполяризационный) сдвиг исходной величины ПП0 при уменьшении внутриклеточной концентрации калия и будет держать ПП0 на его исходном уровне). Теперь нажмите клавишуВ.

На экране дисплея видно, что в таких условиях (то есть при поддерживании ПП на уровне -65мВ и при очень низкой внутриклеточной концентрации калия, равной 1мМ), аксон генерирует ПД, но ПД имеет только одну - деполяризационную фазу и не имеет второй - реполяризационной. Это означает, что именно движение ионов калия через мембрану из клетки в наружную среду (по специальным потенциал-активируемым калиевым каналам) является определяющим для второй фазы ПД, то есть для фазы реполяризации мембраны при генерации ПД.

3 опыт. Самостоятельно придумайте и проведите модельные эксперименты, которые бы позволили проверить и понять роль пассивных токов (токов утечки - gNaleak и gКleak) мембраны в генерации ПД (опишите как меняются параметры локального активного ответа, фазы нарастания ПД, амплитуды ПД, фазы спада ПД и частоты генерации ПД, объясните, почему это происходит. Дайте письменные объяснениянаблюдаемым изменениям ПД в отчете)

Контрольные вопросы по II-ой части задачи

(для письменных ответов в отчете)

1. Какие механизмы определяют скорость нарастания ПД?

2. Почему возрастает частота генерации ПД по мере увеличения деполяризующего толчка тока, пропускаемого через мембрану?

3. Пользуясь данными меню, рассчитайте равновесный потенциал для Nа-тока в модельном нейроне. Вызовите генерацию ПД в ответ на пороговый деполяризующий ток. Соответствует ли величина пика ПД равновесному потенциалу для Na-тока? Дайте пояснения наблюдаемому пиковому значению ПД.


Сейчас читают про: