Тема 1.5 Биоэлектрические процессы возбудимых тканей

1. Биоэлектрические процессы возбудимых тканей.

РАЗДЕЛ 1. Введение в анатомию и
физиологию
Биоэлектрические
процессы
возбудимых тканей.

2. Опыты Гальвани.

Первый «балконный» опыт Гальвани
Он подвешивал препараты лапок с помощью медных
крючков на железной решетке балкона. Обнаружил,
что когда ветер раскачивал лапки и они соприкасались
с решеткой, происходит сокращение мышц (1786 г).
Гальвани повторил этот опыт в условиях лаборатории,
прикасаясь к препаратам пинцетами, сделанными из
различных металлов и посчитал, что источником
электричества являются мышечные ткани лягушки
(«животное электричество»), а металлы только
замыкают цепь.

3.

Второй опыт Гальвани
Этапы приготовления
нервно-мышечного препарата
лягушки.
1– обездвиживание лягушки и перерезка
позвоночного столба;
2 – снятие кожи с задних конечностей;
3 – разделение лапок по срединной линии;
4 – удаление копчика;
5 и 6 – препарирование седалищного нерва;
7 и 8 – отделение икроножной мышцы с
пяточным сухожилием
и перерезка бедра и голени;
9 – нервно-мышечный препарат.
При раздражении седалищного нерва гальваническим
пинцетом возникшее в нем возбуждение передается через
мионевральный синапс к мышце, и она сокращается.

4. ПОНЯТИЕ О РАЗДРАЖИМОСТИ.

В основе всех физиологических реакций лежит свойство живой клетки
реагировать на раздражитель.
Раздражимость - это способность клеток, тканей,
организма в целом переходить под воздействием
факторов внешней или внутренней среды из состояния
физиологического покоя в состояние активности.
Раздражитель – это любые факторы, при действии
которых, возникают ответные реакции.
Процесс воздействия раздражителя на клетку, ткань,
организм называется раздражением.

5.

Все раздражители делятся на следующие группы.
1. По природе:
а) физические (электричество, свет, звук, механические воздействия и т.д.);
б) химические (кислоты, щелочи, гормоны и т.д.);
в) физико-химические (осмотическое давление, парциальное давление газов и т.д.);
г) биологические (пища для животного, особь другого пола);
д) социальные (слово для человека).
2. По месту воздействия:
а) внешние (экзогенные);
б) внутренние (эндогенные).
3. По силе:
а) подпороговые (не вызывающие ответной реакции);
б) пороговые (раздражители минимальной, силы, при которой возникает возбуждение);
в) сверхпороговые (силой выше пороговой).

6.

ПОНЯТИЕ О ВОЗБУДИМОСТИ.
Возбудимость – это способность живой ткани отвечать на раздражение активной
специфической реакцией – возбуждением.
Возбуждение – это комплекс процессов реагирования возбудимой ткани на
действие раздражителя.
Возбудимые ткани и их специфическая реакция:
- нервная - генерация нервного импульса;
- мышечная - сокращение;
- железистая - секреция.

7. Понятие о проводимости и сократимости

Возбудимые ткани обладают
проводимостью.
Проводимость - это способность ткани
проводить возбуждение.
Наибольшей проводимостью обладают
нервы и скелетные мышцы.
Сократимость — это способность живых
тканей (прежде всего мышечной)
уменьшать свою длину или развивать
напряжение в ответ на раздражение.

8. Биологический потенциал - это электрический процесс, возникающий в возбудимых тканях в процессе их жизнедеятельности.

Различают 2 вида биоэлектрических явлений:
мембранный потенциал покоя
мембранный потенциал действия.

9. Мембранный потенциал покоя (МПП) - это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностью мембраны в состоянии

относительного физиологического покоя.
В покое в мембране открыты каналы для К+ и закрыты
каналы для Na+.
Существуют ионные градиенты:
• Внутри клетки ионов К+ в 30 – 50 раз больше, чем снаружи.
• Концентрация Na+ в клетке в 10 раз меньше, чем снаружи.
• Ионы К+ пассивно, по градиенту концентраций, через
открытые каналы выходят из клетки и создают
положительный заряд наружной стороны мембраны
клетки. Внутри остаются крупные анионы (CL-, белки),
которые не могут пройти через каналы для иона К+ и
создают отрицательный заряд внутренней стороны
мембраны.

10. K-Na насос.

Поддержание ионных градиентов
осуществляет натрий - калиевый насос.
Несмотря на непрерывное перемещение
ионов через мембрану, сохраняется разная
концентрация Na+ , К+ снаружи и внутри
клетки.
Переносчик с внутренней стороны
мембраны клетки присоединяет 3 иона
натрия, а с наружной 2 иона калия.
При этом начинается расщепление АТФ.
Выделенная энергия используется для
переноса ионов из меньшей концентрации
в большую ( Na из клетки, K в клетку) - т.е.
против градиента концентраций
(активный транспорт ионов).

11. Мембранный потенциал действия – это сдвиг мембранного потенциала, возникающий в ткани при действии раздражителя, что

сопровождается перезарядкой клеточной мембраны.
Компоненты потенциала действия:
• локальный ответ
• пик потенциала (спайк)
• следовые колебания

12. Мембранный потенциал действия

I. Локальный ответ.
Открываются Na+ каналы.
К+ каналы закрываются.
На внутренней поверхности мембраны
начинает скапливается «+» заряд.
II. Пик потенциала
Состоит из двух фаз:
восходящей части – фазы деполяризации;
нисходящей части – фазы реполяризации.

13. Мембранный потенциал действия

В фазу деполяризации (восходящая часть )
Открывается большое количество Na-каналов.
Быстрое проникновение Na+ внутрь клетки (залповый
заход) и изменение заряда внутри клетки на
положительный (спайк).
В фазу реполяризации (нисходящая часть)
Na+ перестают проникать в клетку.
Открываются К-каналы, и К+ быстро выходит из
клетки.
В результате заряд клеточной мембраны
приближается к исходному.

14. Мембранный потенциал действия

III. Cледовые колебания
Отрицательный следовой потенциал –
следовая деполяризация. Медленный
выход К+ из клетки.
Положительный следовой потенциал следовая гиперполяризация. В процессе
восстановления клеточного заряда за счет
работы Na-K насоса, К+ заходит обратно в
клетку.

15.

Фазовые изменения возбудимости (Б) во время развития
потенциала действия (А)
Во время ПД возбудимость мембраны претерпевает
фазовые изменения:
1) повышенная возбудимость – экзальтация (во
время локального ответа);
2) абсолютная рефрактерность (деполяризация и
начальная реполяризация);
3) относительная рефрактерность – до окончания
реполяризации;
4) повышенная возбудимость, или
супервозбудимость (следовая деполяризация);
5) пониженная возбудимость (следовая
гиперполяризация).

16. Характеристики и значение ПД:

- ответ по принципу «все или ничего» (ПД только в ответ на пороговые или
сверхпороговые стимулы);
- бесдекрементное (без ослабления) распространение ПД по мембране
клетки;
- рефрактерный период (период сниженной возбудимости нервной или
мышечной клетки).
- запускает специфическую функциональную активность клетки:
•проведение нервного импульса,
•сокращение мышцы,
•секреция БАВ (гормоны, ферменты, цитокины и пр.)

17.

1. Состояние покоя.
Нервное волокно
полностью
поляризовано
избытком ионов Na
(зеленые) с наружной
стороны и ионов К
(синие) с внутренней
стороны мембраны.
3. Реполяризация
происходит
из-за движения
ионов К наружу из
клетки
2. Деполяризация
происходит из-за
движения ионов
Na внутрь клетки.
4. Нервное
волокно
полностью
поляризовано.
Натрийкалиевый насос
возвращает ионы
на исходные
позиции