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

13413. Робота зі списками в MS Excel 53 KB
  Автори: Бондар Н.П. Глушак О.М. Дисципліна Інформаційні технології та ТЗН ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №15. Тема: Робота зі списками в MS Excel. Мета: Формувати практичні вміння та навички роботи із засобами сортування та фільтрації в MS Excel. ...
13414. Створення дидактичних матеріалів засобами MS Excel 580 KB
  Автори: Бондар Н.П. Глушак О.М.Дисципліна Інформаційні технології та ТЗН ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1617. Тема: Створення дидактичних матеріалів засобами MS Excel. Мета: Формувати практичні вміння та навички розроблювати дидактичні матеріали з автоматичним виз...
13415. Радіаційна безпека 143.5 KB
  Радіаційна безпека Мета роботи: вивчити теоретичні положення про радіаційну безпеку навчитись вимірювати дозу іонізуючого випромінювання скласти орієнтований раціон харчування. Зміст роботи: 1. Поняття радіації. 2. Вплив радіації на біологічні структури. 3. Мет...
13416. Параметри функціонального стану організму людини як умова її безпеки 113 KB
  Лабораторна робота № 3 Параметри функціонального стану організму людини як умова її безпеки Мета: ознайомитися з найбільш поширеними методами визначення фізіологічного та психологічного стану людини використати дані методи для аналізу параметрів власного стану. ...
13418. Кількісна оцінка ризику 24.02 KB
  Лабораторна робота №5 Кількісна оцінка ризику Мета роботи Набуття студентами навичок кількісної оцінки ступеня ризику реалізації небезпечності певного класу. Зміст роботи: Кількісна оцінка ризику Індивідуальний ризик Соціальний ризик Хід роботи ...
13419. Пожежна безпека 551.5 KB
  Лабораторна робота №1 Пожежна безпека Мета роботи. Вивчити: алгоритм дій під час пожежі; основні види знаків та сигнальних кольорів пожежної безпеки; будову принцип дії та особливості використання різних типів вогнегасників; протипожежної водопровідної системи. ...
13420. Визначення перехідної поверхні при порушенні умов формоутворення 16.73 KB
  Визначення перехідної поверхні при порушенні умов формоутворення Ціль роботи: Дослідження форми і умов утворення перехідної поверхні при обробці ступінчатого валу торцевою фрезою. Вихідні дані: r радіус малої сходинки валу; 2r радіус великої сходинки ва...
13421. Базовые понятия компьютерной графики. Инициализация графической среды 110 KB
  Лабораторная работа №1 Тема Базовые понятия компьютерной графики. Инициализация графической среды. Задание Создать программу которая выводит на экран ФИО исполнителя с помощью линий используя ручки и разные цвета. Теоретические сведения ...