Основы электрофизиологии клетки. Законы раздражения

1. Кафедра нормальной физиологии СОГМА

• Тема лекции:
• Основы
электрофизиологии
клетки.
• Законы раздражения

2. ТРИ СОСТОЯНИЯ МЕМБРАНЫ

0
Деполяризация (возбуждение)
-90
-100
Поляризация
МПП или Е0
Гиперполяризация(торможение)

3.

4.

5. Локальные ответы и закон силы

Сила раздражителя в вольтах
0,5
1
1,0
1,5
2,0
2
3
4
0
Порог
Ек
Е0
- 90
1
2
3
4

6.

ЗАКОН СИЛЫ
• Чем сильнее раздражитель, тем (до
известных пределов) сильнее ответная
реакция
• Закон силы для клетки - при повышении
силы подпороговых раздражителей растет
амплитуда локального ответа.
• Закон силы для тканей и органов - чем
сильнее раздражение, тем сильнее (до
определенных пределов) функциональный
ответ

7.

Виды
ионных
каналов
• По избирательности
А. СЕЛЕКТИВНЫЕ
Б. НЕСЕЛЕКТИВНЫЕ
• По типу активации
1. Электровозбудимые
потенциалозависимые каналы
2. Хемовозбудимые
лиганд-рецептор-зависимые каналы

8. Потенциал действия (МПД)

СПАЙК
+30
РЕВЕРСИЯ ИЛИ
ОВЕРШУТ
0
РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
Следовая деполяризация
Ек
Е0
-90
Локальный
ответ
Раздражитель
Следовая
гиперполяризация

9. Порог раздражения

• Минимальное значение силы раздражителя
(электрического тока), необходимое для
снижения заряда мембраны от уровня покоя (Ео)
до критического уровня (Ео), называется
пороговым раздражителем.
• Подпороговый раздражитель меньше по силе,
чем пороговый
• Сверхпороговый раздражитель - сильнее
порогового
• Порог раздражения или Еп = Ео - Ек

10.

ВОРОТНЫЕ СИСТЕМЫ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ
Na+
Аворота
КАНАЛЫ
МЕМБРАНА КЛЕТКИ
Инактивационные - ворота
Na+

11.

СОСТОЯНИЕ НАТРИЕВЫ Х КАНАЛОВ
А
N a+
А
И нА
И нА
СОСТОЯНИЕ
ПОТЕНЦИАЛА
ПОКОЯ
СОСТОЯНИЕ
Д Е П О Л Я Р И ЗА Ц И И
М ЕМ БРАНЫ
СПАЙК И
Р Е П О Л Я Р И ЗА Ц И Я
М ЕМ БРАНЫ

12.

ЗАВИСИМОСТЬ ИНАКТИВАЦИИ Na-КАНАЛОВ
ОТ ВЕЛИЧИНЫ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦИАЛА
А
о

13.

СОСТОЯНИЕ КАЛИЕВЫ Х КАНАЛОВ
К+
К+
К+
СОСТОЯНИЕ
ПОТЕНЦИАЛА
ПОКОЯ
СПАЙК
СОСТОЯНИЕ
Р Е П О Л ЯР И ЗА Ц И И
М Е М БР А Н Ы
Блокада калиевых каналов тетраэтиламмонием
резко удлиняет процесс реполяризации

14. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ

• Возбудимость клетки - способность отвечать на
раздражитель формированием потенциала
действия и функциональной активностью.
• Мерой возбудимости является порог
возбуждения - Еп.
• Лабильность - способность реагировать на
раздражитель с определенной скоростью, т.е.
скорость восстановления возбудимости клетки
после МПД, зависящая от длительности периода
рефрактерности.
• Мерой лабильности является количество МПД,
которое способна генерировать клетка в 1 с.

15.

СООТНОШЕНИЕ ФАЗ ВОЗБУДИМОСТИ
С ФАЗАМИ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ

16.

ЗАКОН “ВСЕ ИЛИ НИЧЕГО”

17.

Закон «ВСЕ ИЛИ НИЧЕГО»
(Боудич)
• Раздражители пороговой и сверхпороговой
силы вызывают одинаковые по величине
(амплитуде) потенциалы действия, т.е.
«всё», а раздражители подпороговой силы
не вызывают потенциала действия, т.е.
«ничего».

18.

ЗАКОН «СИЛА - ДЛИТЕЛЬНОСТЬ»

19.

Закон «СИЛА-ДЛИТЕЛЬНОСТЬ»
• Минимальная сила постоянного тока, способная
вызвать возбуждение, называется «реобаза»
• Чем больше сила раздражителя (до определенного
уровня), тем меньше требуется его длительность (до
определенной величины)
• Наименьшее время требующееся для возбуждения
клетки при пороговой силе раздражения (реобазе)
называется «полезным»
• Хронаксия - время, необходимое для возбуждения
клетки током силой в 2 реобазы

20.

ПОЛЯРНЫЙ ЗАКОН
Катодическая
депрессия
Анодическая
экзальтация

21.

ПОЛЯРНЫЕ ЗАКОНЫ ПФЛЮГЕРА
• При раздражении клетки постоянным током
возбуждение в момент замыкания цепи происходит
под катодом, а в момент ее размыкания - под анодом
• Возбудимость
клетки
растет
под
катодом
(катэлектротон),
а
снижается
под
анодом
(анэлектротон).
• Длительное действие тока подпороговой силы
снижает возбудимость под катодом (катодическая
депрессия), но повышает возбудимость под анодом
(анодическая экзальтация)

22.

ЗАКОН ГРАДИЕНТА РАЗДРАЖЕНИЯ
(АККОМОДАЦИЯ)

23.

ЗАКОН ГРАДИЕНТА РАЗДРАЖЕНИЯ
• Уменьшение скорости (крутизны)
нарастания силы тока повышает порог
раздражения
• Аккомодацией клетки называют
исчезновение возбуждения при
определенной минимальной крутизне
нарастания силы раздражителя