Свойства живых и возбудимых систем: раздражимость, возбудимость, проводимость, лабильность, их количественные показатели. Сравнительная оценка возбудимости тканей.

ФИЗИОЛОГИЯ ЦНС

Строение плазматической мембраны, роль ионных каналов, белков-переносчиков, насосов, рецепторов. Виды транспорта веществ через мембрану клетки.

Все возбудимые клетки организма покрыты снаружи мембраной, которая получила название плазматической или цитоплазматической мембраны. Внутри клетки также имеются мембранные структуры – это мембраны ядра, митохондрий, лизосом и др. Мембрана – это эластическая структура сложного строения. Она состоит из белков и липидов. Липиды организованы в два слоя. В состав большинства мембран входит холестерин. Липиды и холестерин обеспечивают эластичность, плотность и текучесть мембраны. Липидный слой – это основной барьер клетки, он непроницаем для водорастворимых веществ, в тоже время жирорастворимые вещества (кислород, углекислый газ и др.) свободно проходят через этот барьер. В липидном слое мембраны встроены 2 типа белков: интегральные и периферические. Они составляют более 50 % массы мембраны. Периферические белки находятся на поверхности мембраны и выполняют преимущественно рецепторную функцию; интегральные белки либо частично, либо полностью погружены в мембрану и выполняют транспортные функции, то есть обеспечивают проницаемость мембраны для веществ. Белки мембраны, выполняя функции ферментов, обеспечивают развитие биохимических реакций в мембране, на её поверхности или внутри клетки. Функция плазматической мембраны: 1.Барьерно-транспортная– обеспечивает избирательный обмен между вне — и внутриклеточными средами, т. е. транспорт веществ. Благодаря этой функции мембрана формирует биопотенциалы и проводит их от одной клетки к другой. 2.Механическая –изолирует клетку от других клеток, обеспечивает целостность клетки и ее внутриклеточных структур. 3.Рецепторная – белки — рецепторы мембраны оценивают действие на клетку биологически активных веществ, ферментов, определяют метаболизм клетки, опосредуют реакции иммунитета. Мембранный транспорт – это переход веществ из внеклеточной среды в клетку и наоборот или транспорт веществ во внутриклеточных структурах. Различают:пассивный транспорт, не требующий затрат энергии на перенос веществ, иактивный, осуществляемый за счет использования энергии гидролиза АТФ. К пассивному транспорту может быть отнесена диффузия ионов. Жирорастворимые вещества хорошо растворяются в липидном слое клеточной мембраны и поэтому легко проходят через неё путём диффузии. Для растворенных в воде ионов или молекул в мембране имеются специальные транспортные белки, которые выполняют функции каналов или насосов. Для перехода через мембрану ионов путем диффузии нужны:каналы,функцию которых выполняют интегральные белки иградиентконцентрации ионов. Движущей силой диффузии является градиент концентрации ионов. При наличии градиента ионы перемещаются по каналам из среды с большей концентрации в среду с меньшей концентрацией ионов. Следует заметить, что мембранные каналы обладают избирательной проницаемостью, т. е. существуют каналы для прохождения определенных ионов: калия, натрия, кальция, хлора, и др. Проницаемость некоторых каналов регулируется с помощью специального воротного механизма, который пропускает ионы только при определенной разности зарядов на мембране, такие каналы называются потенциалзависимые. Проницаемость других каналов зависит от действия определенных химических веществ, например, медиаторов, такие каналы называются хемозависимые. Активный транспорт обеспечивает движение ионов из среды с их низкой концентрацией в среду с высокой концентрацией. Он осуществляется за счет энергии АТФ и с использованием специальных переносчиков; этот вид транспорта еще называют ионным насосом. Различают: натриевый, калиевый, кальциевый насосы. При активном транспорте вещества могут переноситься и в клетку, и из клетки. Механизмы пассивного и активного транспорта ионов широко представлены в органах, где протекают процессы всасывания: в желудочно-кишечном тракте и в почках.

Свойства живых и возбудимых систем: раздражимость, возбудимость, проводимость, лабильность, их количественные показатели. Сравнительная оценка возбудимости тканей.

К возбудимым тканям относятся ткани, клетки которых способны отвечать на действие раздражителя развитием потенциала действия или возбуждением. К возбудимым тканям относятся нервная, все виды мышечной ткани: скелетная, сердечная, гладкая; и железистая ткань. Этим тканям присущи общие свойства: Раздражимость – способность ткани отвечать на действие раздражителя любым образом: изменением формы (например при сокращении мышц), интенсивности обмена веществ, проницаемости, и др. Возбудимость – это частное проявление свойства раздражимости. Способность клетки на действие раздражителя отвечать возбуждением, т. е. развитием потенциала действия. Возбудимость у разных клеток может быть различной. Оценивается она порогом раздражения, т. е. минимальной силой раздражителя, способного вызывать возбуждение. Как уже отмечалось выше, для развития возбуждения или потенциала действия необходимы определенные условия: пороговый раздражитель, действуя на клетку, должен снизить мембранный потенциал до критического уровня деполяризации, после чего откроются потенциалзависимые натриевые каналы и сформируется потенциал действия. Если раздражитель слабый, т. е. имеет величину меньше порогового значения, то мембранный потенциал не достигает критического уровня и возникает лишь локальный или местный ответ. Оценивая порог раздражения можно сравнить возбудимость различных объектов. Известно, что возбудимость нервных клеток значительно выше мышечных и секреторных. Проводимость – способность ткани проводить возбуждение. Это важное свойство нервной ткани. Отростки нейронов являются проводниками возбуждения. Показателем проводимости является скорость проведения возбуждения, она самая высокая у нервных клеток. Лабильность – свойство ткани отвечать наибольшим числом возбуждений в единицу времени в соответствие с предложенным ритмом раздражения. Ткани, быстро реагирующие на раздражители, могут ответить в единицу времени большим числом возбуждений. Показателем лабильности является максимальное число возбуждений в единицу времени. Например, нервная клетка способна формировать до 1000 потенциалов действия в секунду.