30837

Потенциал действия и его фазы. Изменение проницаемости калиевых, натриевых и кальциевых каналов в процессе формирования потенциала действия

Доклад

Биология и генетика

При нанесении раздражения увеличивается проницаемость мембраны для натрия. За счет этого процесса происходит уменьшение полярности мембраны по сравнению с исходным с 70 мВ до 4050 мВ. Критический уровень деполяризации КУД это такая величина разности потенциалов 4050 мВ при которой активируется большое количество потенциалзависимых быстрых натриевых каналов проницаемость мембраны для натрия становится максимальной и перестает быть зависимой от силы раздражителя. Возникает лавинообразный входящий натриевый ток который быстро доли...

Русский

2013-08-24

30 KB

4 чел.

  1.  Потенциал действия и его фазы. Изменение проницаемости калиевых, натриевых и кальциевых каналов в процессе формирования потенциала действия.

Если на клетку нанести раздражение достаточной силы, клетка придет в новое, активное состояние.

При нанесении раздражения увеличивается проницаемость мембраны для натрия. Это происходит за счет энергии раздражителя и связано с активацией небольшого числа натриевых каналов. Возникает небольшое усиление входящего натриевого тока, интенсивность входящего натриевого тока пропорционально силе раздражителя. За счет этого процесса происходит уменьшение полярности мембраны по сравнению с исходным (с 70 мВ до 40-50 мВ). Эти изменения называются - пассивная деполяризация или частичная деполяризация, выраженность и скорость этого процесса зависит от силы раздражителя. 

Если силы раздражителя недостаточно, чтобы сместить ПМ до некого критического уровня, то происходит возращение ПМ к исходному уровню, т.е. к уровню ПП. Возникшие изменения ПМ называются - локальный ответ.

Если силы раздражителя достаточно, чтобы сместить ПМ до критического уровня деполяризации, то произойдет формирования потенциала действия (ПД), что свидетельствует о возбуждении клетки переходе ее в деятельное состояние.

Критический уровень деполяризации/КУД/- это такая величина разности потенциалов (40-50 мВ), при которой активируется большое количество потенциалзависимых быстрых натриевых каналов,  проницаемость мембраны для натрия становится максимальной  и перестает быть зависимой от силы раздражителя.

Возникает лавинообразный входящий натриевый ток, который быстро (доли мс) смещает потенциал мембраны до 0 (активная деполяризация - потеря полярности), а затем его силы хватает чтобы изменить знак мембраны на противоположный - плюс 10-20 мВ. (Смена знака потенциала мембраны называется овершут или реверсия потенциала).

Входящий натриевый ток формирует восходящую часть пика (спайка) потенциала действия, наличие которого указывает на сформировавшееся возбуждение клетки. Амплитуда пика не зависит от силы раздражителя - закон «все или ничего», будем рассматривать в следующей лекции.

Наличие восходящей части пика ПД свидетельствует, что клетка перешла в новое функциональное состояние – состояние возбуждения, т.е. в деятельное состояние.

Вторая половина ПД (нисходящая) состоит из трех частей:

1. Нисходящая часть пика ПД (от острия пика до КУД), формируется быстро (за доли мс), 2. Положительный следовой потенциал (от КУД  до ПП) формируется медленнее (несколько мс),

3. Отрицательный следовой потенциал(несколько мс).

1 и 2 части обеспечиваются процессом реполяризации, 3 часть - процессом гиперполяризации.

Процесс реполяризации - возвращение, восстановление полярности мембраны клеток, которое для них характерно в покое. Процесс реполяризации обусловлен:

1. активацией потенциалзависимых быстрых калиевых каналов, которая(активация) возникает  при ПМ 0- плюс 5 мВ), что приводит к возникновению значительного по объему выходящего калиевого тока.

2. быстрой инактивацией потенциалзависимых натриевых каналов, которая возникает сразу после достижения высшего значения ПД (+10,+20мв). Это блокирует входящий натриевый ток.

3. значительной активацией калий-натриевого насоса (увеличение скорости оборота), которая обеспечивает удаление избытка натрия в клетке, возникшего в фазу деполяризации.

Эти три процесса обеспечивают возвращение ПМ до уровня ПП.

Следует заметить, что эти три процесса ионного транспорта инертны и не инактивируются мгновенно при достижении ПМ уровня ПП, что приводит к избыточному перемещению ионов и, как следствие, к избыточной поляризации мембраны (гиперполяризации), за счет которой (гиперполяризации)  и формируется отрицательный следовой потенциал. Затем ПМ мембраны клетка приходит  в исходное состояние.

Следует иметь ввиду, что при формировании ПД выходящий калиевый ток, осуществляемый через неуправляемые медленные калиевые каналы по объему ничтожно мал по сравнению с объемом перемещения натрия и калия через быстрые потенциалзависимые каналы, так как процесс формирования ПД происходит за мс.

ВАЖНО. Включение других потенциалзависимых каналов существенно влияет на форму и продолжительность потенциала действия. Так, активация долговременных потенциалзависимых кальциевых каналов (L-тип), их много в кардиомиоцитах, формирует фазу плато, клетка длительно деполяризована.

Потенциал действия всегда, сформировавшись, распространяется на соседние участки клетки,  локальный ответ остается там, где он возник: он не способен распространяться.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17547. ИСПЫТАНИЯ ПУСКОВОГО ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА 7.94 MB
  Лабораторная работа № 3 ИСПЫТАНИЯ ПУСКОВОГО ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА 1.Стенд поршневого компрессора среднего давления На стенде установлен компрессор типа 2 OK1 см. рис.1. Данные компрессора 2 OK1 Число ступеней 2 Число рабочих полостей каждой ступени 1 Ч...
17548. ИСПЫТАНИЯ POTOРHO-ЛОПАСТНОГО КОМПРЕССОРА 675.5 KB
  Лабораторная работа №5 ИСПЫТАНИЯ POTOРHOЛОПАСТНОГО КОМПРЕССОРА 1. Стенд роторнолопастного компрессора РЛК На лабораторном стенде установлен продувочный компрессор двигателя ЯАЗ204. Основные данные компрессора Диаметр окружности выступов роторов мм 145; ...
17549. Испытания приводного центробежного компрессора 470 KB
  Лабораторная работа №4 Испытания приводного центробежного компрессора 1. Стенд приводного центробежного компрессора На стенде рис.1 установлен центробежный компрессор предназначенный для высотного наддува бензинового авиационного поршневого двигателя самолёта...
17550. Испытания центробежного насоса 385.5 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 Испытания центробежного насоса Стенд для испытаний центробежного насоса. Центробежный насос 1 установлен на специальном стенде рис.1 Рис.1. Схема стенда для испытаний центробежного насоса: 1 насос; 2 расходный резервуар; 3 клап
17551. Испытания шестерённого насоса 317 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 Испытания шестерённого насоса Стенд для испытаний шестерённого насоса. Шестерённый насос 1 установлен на специальном стенде рис.1 Рис.1. Схема стенда для испытаний шестерённого насоса: 1 насос; 2 приемный резервуар; 3 дроссельн
17552. Методические указания к выполнению лабораторных работ по вспомогательным насосам и компрессорам 9.3 MB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по вспомогательным насосам и компрессорам СОДЕРЖАНИЕ ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Порядок подготовки к работам...
17553. Компоновка програм 24.5 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 15 Тема:Компоновка програм. Мета: Навчитися розбивати програму на частини створювати файлінтерфейс файлреалізацию файлдодаток. Хід роботи include void Setfloa...
17554. Система вводу-виводу C++.Введення чисел, символів, рядків 23 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 16 17 Тема:Система вводувиводу C.Введення чисел символів рядків. Мета: навчитися використовувати функції width precision fill; прапори функції setf; функцію setw для управління форматом вводу/виводу інформації в C. include...
17555. Запис у файл. Читання з файлу в C++ 29.5 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 18 Тема:Запис у файл. Читання з файлу. Мета: отримання практичних навичок розвязання завдань з використанням текстових файлів мовою С. include include...