Умови виникнення збудження

Процес збудження супроводжується витратами енергетичних ресурсів клітин.

· прискорення обміну речовин у клітині;

· посилення теплопродукції;

· зміни електричного стану.

Чим більше навантаження у вигляді процесу збудження здатні витримати елементи мозку або нервова тканина, тим вищою є їх працездатність.

Для виникнення збудження мають значення сила подразника, швидкість наростання подразнення і час дії. За силою подразники поділяються на підпорогові, порогові і надпорогові. Підпорогові подразники характеризуються силою, якої недостатньо для збудження. Пороговою називається мінімальна сила подразника, достатня для виникнення збудження. Надпорогові подразники мають велику силу і призводять до значніших функціональних змін.

12. Пояснити принцпи роботи першого і другого дослідів Гальвані

Перший дослід Гальвані.

Готують нервово-м'язовий препарат двох задніх лапок жаби, не відділяючи їх одна від одної (реоскопічні лапки). Підводять одну браншу пінцету Гальвані під коренці крижового відділу спинного мозку, не торкаючись препарату другою браншєю. При контакті другої бранші з м'язами стегна жаби виникає скорочення мускулатури всього препарату, частота якого відповідає частоті контактування

На протязі всього досліду препарат необхідно досить часто зрошувати фізіологічним розчином.

Другий дослід Гальвані.Частину м'яза нервово-м'язового препарату, яка прилягає до колінного суглобу пошкоджують.На пошкоджену ділянку м'яза скляними гачками накидають нерв так, щоб його середня частина оторкалася до непошкодженої ділянки м'яза

13. Теорія м’язових скорочень.

Під час скорочення спостерігається взаємне переміщення (ковзання) товстих міозинових та тонких актинових протофібрил при незмінній їхній довжині. Актинові протофібрили втягуються у проміжки між міозиновими. Причиною цього є рух головок поперечних актоміозинових містків. Кожен місток то приєднується, то від’єднується від сусідньої протофібрили.
У стані спокою місток не може приєднатися до актину, бо між ними містяться особливі білки, які блокують місце приєднання. Причиною ковзання є хімічна взаємодія між актином і міозином у присутності іонів Са2+ та АТФ. Спостерігається своєрідне хімічне «зубчасте колесо», яке ніби протягує одну групу ниток до інших. Роль «зубчиків» у цьому процесі належить поперечним місткам.
У функціонуючих м’язах відбувається інтенсивний обмін речовин, який супроводжується складними хімічними перетвореннями з виділенням і витратою великої кількості енергії. При цьому деякі хімічні реакції перебігають без участі кисню — анаеробна (безкиснева) фаза. У цій фазі у м’язі відбувається розпад складних фосфорних сполук, (АТФ та інших) під впливом спеціального ферменту з виділенням великої кількості енергії, яка переводить м’яз із стану спокою в активний стан та зумовлює м’язове скорочення. За участю кисню в аеробній фазі відбувається розпад молочної кислоти до кінцевих продуктів (води та вуглекислого газу) й утворення енергії.
Слід зазначити, що хімічна енергія перетворюється на теплову і механічну, сума останніх повинна дорівнювати хімічній. Як показали спеціальні дослідження, теплоутворення в м’язах відбувається не тільки під час м’язового скорочення, але і протягом деякого проміжку часу після закінчення скорочення, що зумовлено окисними процесами.

14. Рецептивні поля

Рецептивное поле (англ. receptive field) сенсорного нейрона — участок с рецепторами, которые при воздействии на них определённого стимула приводят к изменению возбуждения этого нейрона.
Концепция рецептивных полей может быть применима ко всей нервной системе. Если множество сенсорных рецепторов образуют синапсы c единственным нейроном, они совместно формируют рецептивное поле этого нейрона. Например, рецептивное поле ганглионарной (ганглиозной) клетки сетчатки глаза представлено фоторецепторными клетками (палочками или колбочками), а группа ганглионарных клеток в свою очередь создаёт рецептивное поле для одного из нейронов мозга. В итоге к одному нейрону более высокого синаптического уровня сходятся импульсы от многих фоторецепторов; и этот процесс называется конвергенцией.

15. Іонний механізмвинекнення ПД

Фаза швидкої деполяризації:Виникнення потенціалу дії (ПД) пов'язане зі збільшенням проникності мембрани для іонів натрію (в 20 разів у порівнянні із проникністю для К+, і в 500 разів у порівнянні з вихідною проникністю Na+) і наступним посиленням дифузії цих іонів по концентраційному градієнті усередину клітини, що приводить до зміни (зменшенню) мембранного потенціалу. Зменшення мембранного потенціалу приводить до збільшення проникності мембрани для натрію, а збільшення проникності супроводжується посиленням дифузії натрію в цитоплазму, що викликає ще більш значну деполяризацію мембрани. Завдяки наявності позитивного зворотного зв'язку деполяризація мембрани при збудженні відбувається із прискоренням і потік іонів натрію в клітину увесь час зростає. Інтенсивність же потоку іонів калію, спрямованого із клітини назовні, у перші моменти збудження залишається як і на початку. Посилений потік позитивно заряджених іонів натрію усередину клітини викликає спочатку зникнення надлишкового негативного заряду на внутрішній поверхні мембрани, а потім приводить до перезарядження мембрани. Надходження іонів натрію відбувається доти, поки внутрішня поверхня мембрани не придбає позитивний заряд, достатній для зрівноважування градієнта концентрації натрію й припинення його подальшого переходу усередину клітини. Натрієвий механізм виникнення ПД підтверджують досвіди зі зміною зовнішньою й внутрішньою концентрацією цих іонів. Було показано, що десятикратній зміні концентрації іонів натрію в зовнішнім або внутрішнім середовищі клітини відповідає зміна ПД на 58 мВ. При повному видаленні іонів натрію з оточуючої клітину рідини ПД не виникали. Таким чином, установлено, що ПД виникають у результаті надлишкової в порівнянні зі спокоєм дифузії іонів натрію з оточуючої рідини усередину клітини. Період, протягом якого проникність мембрани для іонів натрію при порушенні клітини зростає, є невеликим (0,5-1 мс); слідом за цим спостерігається підвищення проникності мембрани для іонів калію й, отже, посилення дифузії цих іонів із клітини назовні.

Фаза реполяризації: Збільшення іонного потоку калію, спрямованого із клітини назовні, призводить до зменшення мембранного потенціалу, що у свою чергу обумовлює зменшення проникності мембрани для іонів натрію, що, як указувалося, є функцією мембранного потенціалу. Таким чином, другий етап порушення характеризується тим, що потік іонів калію із клітини назовні зростає, а зустрічний потік іонів натрію зменшується. Це триває, поки не відбудеться відновлення потенціалу спокою - реполяризація мембрани. Після цього проникність для іонів калію також падає до вихідної величини. Зовнішня поверхня мембрани за рахунок позитивно заряджених іонів калію, що вийшли в середовище, знову здобуває позитивний потенціал стосовно внутрішнього.

Фаза слідових потенціалі: У кінцевій фазі порушення відбувається уповільнення відновлення мембранного потенціалу спокою, і при цьому реєструються слідові реакції у вигляді слідової деполяризації й гіперполяризації, обумовлені повільним відновленням вихідної проникності для іонів К+. Таким чином, формування ПД обумовлене двома іонними потоками через мембрану: потік іонів натрію усередину клітини призводить до перезарядження мембрани, а протилежно спрямований потік іонів калію спричиняється відновлення вихідного потенціалу спокою. Потоки приблизно рівні по величині, але зрушені за часом. Завдяки цьому зрушенню в часі й можлива поява потенціалу дії. Якби потоки натрію й калію через мембрану збігалися в часі, то вони б компенсували один одного, і ніякої зміни мембранного потенціалу не могло б відбуватися. Узагальнимо вищесказане. Потенціал дії є результатом швидкого й значного збільшення натрієвої провідності мембрани. Вхід великої кількості іонів натрію й акумуляція позитивного заряду на внутрішній поверхні мембрани клітини збуджує мембранний потенціал у напрямку ENa. Реполяризація мембрани відбувається в результаті наступного збільшення калієвої провідності й зменшення внутрішньоклітинного позитивного заряду через вихід іонів калію із клітини. Мембранний потенціал при цьому знову наближається до ЕК.

16. Теорія Ходжкіна-Хакслі

Основные положения.
Электрические процессы возникают на плазматической мембране клетки, которая состоит из бимолекулярного слоя липидов (остов мембраны) и белков, которые выполняют различные функции в мембране: рецепторную, ферментативную, образуют в ней каналы и насосы.
Канал мембраны может быть неспецифическим, он постоянно открыт, не имеет воротного механизма, электрические воздействия не изменяют его состояния. Называют каналом «утечки». Специфические каналы (селективные) имеют воротный механизм, поэтому могут находиться или в открытом, или в закрытом состоянии в зависимости от электрических воздействий на мембрану и пропускают только определенный ион. Этот канал состоит из трех частей:
1. Водной поры - выстлана внутри гидрофильными группами;
2. Селективного фильтра - на наружной поверхности, который пропускает ионы в зависимости от их размера и формы;
3. Ворот - на внутренней поверхности мембраны, управляют проницаемостью канала.
Каналы для натрия имеют два типа ворот: быстрые активационные и медленные инактивационные. В покое открыты медленные инактивационные и закрыты быстрые активационные. При возбуждении происходит открытие быстрых активационных и медленное закрытие медленных инактивационных, т.е. на короткий промежуток времени оба типа ворот открыты.
Калиевые каналы имеют только медленные ворота.
Насосы выполняют функцию транспорта через мембрану ионов против градиента концентрации, для их работы используется энергия АТФ. По обе стороны мембраны существует концентрационный градиент.
Внутри клетки в 40 раз больше ионов калия, тогда как вне клетки в 20-30 раз больше ионов натрия и в 50 раз больше ионов хлора.
Мембрана пропускает молекулы жирорастворимых веществ, а анионы органических кислот не проходят. Мембрана проницаема для воды, для ионов проницаемость мембраны различна: для калия в состоянии покоя проницаемость почти в 25 раз больше, чем для натрия. При возбуждении увеличивается проницаемость и для калия (постепенно), и для натрия (быстро, но на очень короткий промежуток времени).\

Дата добавления: 2015-08-17