2020-04-07
137
Отделы нейрона
Дендриты — рецепторная зона регистрации сигналов от других нервных клеток.
Тело нейрона содержит ядро, комплекс Гольджи, гранулярную эндоплазматическую сеть, митохондрии, лизосомы, элементы цитоскелета.
Аксонный холмик — место, где происходит генерация ПД.
Аксон — длинный отросток, функцией которого является проведение ПД.
Терминали аксона (концевые разветвления) принимают участие в образовании синапсов с другими нейронами, мышечными и секреторными клетками. Терминали заканчивается утолщениями, содержащими синаптические пузырьки (везикулы).
Структурно – функциональная характеристика клеточной мембраны.
В состав мембран входит 40% липидов, 60% белков. Структурную основу составляет бимолекулярный слой фосфолипидов. Молекулы фосфолипидов мембраны состоят из 2х частей, одна из них несет заряд и гидрофильна, другая не заряжена и гидрофобна. Молекулы способны к самосборке. Гидрофобные участки «спрятаны» от воды. Молекулы белков встроены в фосфолипидный матрикс и они могут быть: структурными, канальными и другими. Мембрана обладает текучестью – ее отдельные части могут перемещаться из одного участка на другой. Мембрана избирательно проницаема. Она легко пропускает жирорастворимые вещества и воду. Ионы проходят через специализированные каналы.
| Функции мембраны: 1.Барьерная. 2. Восприятие изменений внутренней среды с помощью рецепторов. 3. Создание электрического заряда клетки, благодаря которому может возникнуть потенциал действия и клетка перейдет в состояние возбуждения. 4. Передача возбуждения от одной клетки другой через синапсы. 5. Транспортная. Виды белков мембраны клетки Интегральные мембранные белки – встроены в липидный бислой.. Трансмембранный белок — молекула белка, проходящая через всю толщу мембраны и выступающая из неё как на наружной, так и на внутренней поверхности. Переносчики Насосы перемещают ионы против их концентрационного и энергетического градиентов (электрохимический градиент) при помощи энергии, освобождаемой при гидролизе АТФ. Трансмембранный транспорт Пассивный транспорт - осуществляется без затрат энергии и характеризуется низкой специфичностью. Облеченная диффузия - происходит по градиенту концентрации для неполярных веществ или по электрохимическому градиенту для полярных веществ. Для облегчённой диффузии веществ необходимы встроенные в мембрану каналы. Характеристики ионных каналов Специфичность. Ионные каналы специфичны (селективны) по отношению к конкретным катионам и анионам. Проводимость определяется количеством ионов, способных пройти через канал в единицу времени. Проводимость канала изменяется в зависимости от того, открыт канал или закрыт. Активность. Канал может находиться либо в открытом, либо в закрытом состоянии. Потенциалозависимые ионные каналы реагируют на изменение потенциала мембраны. | |||||
Лиганд–зависимые (рецептор зависимые) ионные каналы -белок является частью рецептора и открывается при взаимодействии с БАВ. менее избирательны, пропускают несколько разных, но одинаково заряженных ионов.
Механочувствительные ионные каналы
открываются при деформации мембраны (например, волосковые клетки внутреннего уха или чувствительная нервная терминаль механорецепторов — телец Пачини).
К / Nа насос
К / Nа – АТФ аза – это интегральный белок клеточной мембраны, обладающий свойствами фермента, который сам расщепляет АТФ и использует освобожденную энергию. Он создает градиент концентрации натрия и калия внутри и вне клетки. Главные активаторы насоса альдостерон, тироксин.
Механизм работы: Молекула АТФазы имеет участок, который связывает либо натрий, либо калий, т.е. активный участок. При конформации Е1 белковая молекула активной своей частью обращена внутрь клетки и обладает сродством к натрию, который присоединяется к белку, в следствии чего активизируется его АТФаза и освобождается энергия. Далее белок превращается в форму Е2. в результате чего активный ее участок обращается наружу клеточной мембраны. Теперь белок теряет сродство к натрию, который отщепляется от него, и приобретает сродство к калию и соединяется с ним. За 1 цикл выводится 3 Nа+, а возвращается 2К+. за 1 секунду происходит 150 – 600 циклов.
| МП покоя
Это разность электрических потенциалов между внутренней и наружной поверхностью мембраны в состоянии покоя, т.е. при отсутствии электрического или химического раздражителя (сигнала).
В состоянии покоя поляризация внутренней поверхности клеточной мембраны имеет отрицательную величину, поэтому значение
МП покоя тоже отрицательно.
Механизм формирования мембранного потенциала покоя.
1. Работа К / Nа насоса.
2. К и Nа в покоящейся клетке перемещаются через мембрану в соответствии с законами диффузии, при этом К+ из клетки выходит в значительно большем количестве, чем входит Nа в клетку. Проницаемость клеточной мембраны для К в 10 -15 раз больше, чем проницаемость для натрия. 3.Органические анионы из – за больших своих размеров не могут выходить из клетки и поэтому их оказывается больше, чем +
ионов.
4.Главным ионом, обеспечивающим формирование потенциала покоя, является ион К+. При снижении количество ионов К уменьшается потенциал покоя и наоборот. В покоящейся клетке устанавливается динамическое равновесие между выходящим числом К и входящим. В этом случае устанавливается равновесный калиевыйпотенциал (=-97 мВ).
|
Механизм возбуждения
Раздражимость и возбудимость
Раздражимость – основное свойство живых клеток, проявляющееся в способности реагировать изменением обмена веществ в ответ на действие раздражителей
Возбудимость – свойство клеток отвечать на раздражение – возбуждением
Возбуждение – способность клетки отвечать на раздражение стандартной специфической реакцией (сокращение, секреция) и неспецифической реакцией (генерация ПД)
Возбудимые ткани
Мышечная – сокращение
Железистая - секреция
Нервная – генерация и проведение нервного импульса
 Возбуждение клетки
Переход от покоя к активному состоянию (возбуждение) происходит в результате повышения проницаемости ионных каналов для Na+
Раздражители:
По силе: подпороговые и пороговые
По биологической значимости: адекватные и неадекватные.
Механизм развития потенциала действия.
Потенциал действия – это электрический импульс, возникающий при возбуждении нервной клетки. Его длительность для нервного волокна 0,5 – 1 мс, для волокна скелетной мышцы 10 мс, сердечной 400 – 300 мс.
| Этапы развития потенциала действия. 1.Воздействие на мембрану. 2.Увеличение проницаемости для ионов Na (она становится больше в 20 раз, чем для ионов К). 3.В открытые каналы ионы Na поступают внутрь клетки. В результате наступает деполяризация – уменьшение мембранного потенциала покоя. При действии подпорогового раздражителя возникает неполная деполяризация – локальный ответ. Он не передается по мембране. 4. Если деполяризация достигла критического уровня, то открываются быстрые натриевые потенциалзависимые каналы и Na стремительно устремляется в клетку. 5. В определенный момент времени устанавливается кратковременный равновесный натриевый потенциал, когда количество натрия за пределами мембраны равно количеству натрию внутри клетки. Этот момент называется точкой овершута. 6. После этой точки начинают закрываться натриевые каналы и повышается проницаемость для калия. 7. После этого наступает реверс или инверсия потенциала, т.е. наступает перезарядка мембраны. 8. Когда ПД достигает +10 мВ, происходит полная инактивация натриевых каналов. Этот момент соответствует пику ПД. 9. Затем начинается реполяризация, возврат к потенциалу покоя за счет работы насоса. К каналы остаются открытыми. Продолжает работать насос и дополнительный ток К приводит к гиперполяризации мембраны. После этого клетка возвращается к исходному уровню МПП. |
Рефрактерность
|
|
|
| Время, в течении которой мембрана невозбудима, называется периодом абсолютной рефрактерности. В этот период даже очень сильный раздражитель не может вызвать возбуждение клетки. Такая рефрактерность обусловлена инактивацией натриевых каналов. Также + заряд клетки препятствует входу натрия. В фазе восстановления МП, возбудимость повышается, но она еще ниже нормального уровня. Это период первичной относительной рефрактерности. Во время реполяризации наступает период повышенной возбудимости, по сравнению с нормальной. Этот период называется экзальтацией, когда клетка еще частично деполяризована. Во время развития гиперполяризации мембрана становится менее возбудима, чем в покое. Этот период повторного снижения возбудимости называется периодом вторичной относительной рефрактерности. Возбуждение может возникнуть только в том случае, если сила раздражения значительно превышает пороговую. После этого возбудимость восстанавливается и клетка готова к осуществлению следующего цикла возбуждения. | 
|
|
|
|
| Характеристика локального ответа. Локальный ответ равен силе подпорогового раздражителя. ЛО зависит от силы раздражителя до тех пор, пока деполяризация, вызванная этим раздражителем не достигнет КУД. В этот момент он превращается в ПД. Способен к суммированию пока не достигнет КУД. Не передается по мембране, потому что не происходит перезарядки мембраны. | Характеристика потенциала действия. Потенциал действия подчиняется закону «все или ничего». Если раздражитель пороговый, то возникнет ПД и при увеличении силы раздражителя величина ПД не изменяется. Потенциал действия не суммируется, потому что ПД – это максимальный ответ, на который способна клетка ПД передается по мембране, т.к. возникает разность потенциалов. |
