ФІЗІОЛОГІЯ ЗБУДЛИВИХ ФІЗІОЛОГІЯ ЗБУДЛИВИХ ТКАНИНТКАНИН

ПЛАНПЛАН1.1. ББіоелектричні явища в збудливих тканинах.іоелектричні явища в збудливих тканинах.2.2. Форма прояву електричної активності клітини. Форма прояву електричної активності клітини.

Мембранний потенціал.Мембранний потенціал.3.3. Закони подразнення.Закони подразнення.4.4. Реобаза і хронаксія.Реобаза і хронаксія.5.5. Зміни збудливості тканини при проходженні хвилі Зміни збудливості тканини при проходженні хвилі

збудження.збудження.6.6. Парабіоз.Парабіоз.7.7. Функціональна лабільність – самостійне Функціональна лабільність – самостійне

опрацюванняопрацювання

Виникнення і поширення збудження пов'язане зі зміною Виникнення і поширення збудження пов'язане зі зміною електричного заряду живої тканини, з так званими електричного заряду живої тканини, з так званими ббіоелектричними явищамиіоелектричними явищами

Нервові і м’язові волокна вкриті мембраною (оболонкою, яка виконує функції перенесення поживних речовин, води й іонів).

МЕМБРАНА МЕМБРАНА КЛІТИНИКЛІТИНИ

Усередині клітини, в цитоплазмі, у 30-50 разів більше Усередині клітини, в цитоплазмі, у 30-50 разів більше іонів калію, у 8-10 разів менше іонів натрію і в 50 разів іонів калію, у 8-10 разів менше іонів натрію і в 50 разів менше іонів хлору, ніж на поверхні клітини.менше іонів хлору, ніж на поверхні клітини.

співвідношення концентрації іонів у

внутрішньоклітинній та позаклітинній рідині

Проникність мембрани для різних речовин неоднакова. Проникність мембрани для різних речовин неоднакова. Мембрана володіє вибірковою проникністю для різних Мембрана володіє вибірковою проникністю для різних іонів.іонів.

Іони калію легко проходять через мембрану, а для іонів Іони калію легко проходять через мембрану, а для іонів натрію в умовах спокою вона майже непроникна.натрію в умовах спокою вона майже непроникна.

Коли два іонних розчини розділені мембраною, Коли два іонних розчини розділені мембраною, що проникна лише для іонів одного заряду, то по що проникна лише для іонів одного заряду, то по одну сторону мембрани скупчується шар одну сторону мембрани скупчується шар позитивно заряджених іонів, а по іншу - позитивно заряджених іонів, а по іншу - негативно заряджених.негативно заряджених.

Таким чином, між зовнішньою поверхнею клітини і її Таким чином, між зовнішньою поверхнею клітини і її цитоплазмою у стані спокою створюється різниця цитоплазмою у стані спокою створюється різниця потенціалів, що називається – потенціалів, що називається – мембранним мембранним потенціаломпотенціалом, а в умовах спокою - потенціалом , а в умовах спокою - потенціалом спокою.спокою.

У підтримці У підтримці потенціалу спокоюпотенціалу спокою головну роль головну роль відіграють іони калію.відіграють іони калію.

Потенціал спокою(іонні канали закриті)

СТАН СТАН СПОКОЮСПОКОЮ

реєстрація трансмембранного потенціалу спокою

Перенесення речовин через Перенесення речовин через мембранимембрани

пасивне, без витрати енергії (за пасивне, без витрати енергії (за градієнтом концентрації)градієнтом концентрації)

активне, з витратою енергії, за активне, з витратою енергії, за допомогою іонних насосів, важливою допомогою іонних насосів, важливою складовою яких є ферменти клітинних складовою яких є ферменти клітинних мембран – іонофори.мембран – іонофори.

Іони К+ в умовах фізіологічного спокою Іони К+ в умовах фізіологічного спокою переходять з цитоплазми на поверхню переходять з цитоплазми на поверхню мембрани за градієнтом концентрації. мембрани за градієнтом концентрації. Концентрація іонів К+ в середині клітини Концентрація іонів К+ в середині клітини складає 140 ммольскладає 140 ммоль//л, проти 5 ммольл, проти 5 ммоль//л на л на його поверхні.його поверхні.

В умовах фізіологічного спокою іонний В умовах фізіологічного спокою іонний насос відкачує з клітини іонинасос відкачує з клітини іони N Nаа++, , одночасно вони дифундують і в середину одночасно вони дифундують і в середину клітини. Переносники іонів клітини. Переносники іонів NNаа++ активуються енергією АТФактивуються енергією АТФ..

Для клітин, які проникні тільки для іонів калію

Для клітин, які проникні тільки для іонів натрію

Градієнт концентрації

Електричні потенціали

Форми прояву електричної Форми прояву електричної активностіактивності

При подразненні клітини на поверхні При подразненні клітини на поверхні мембрани виникають складні фізико-хімічні мембрани виникають складні фізико-хімічні зміни: перебудови мікроструктур, зміни обміну зміни: перебудови мікроструктур, зміни обміну речовин, які приводять до збільшення речовин, які приводять до збільшення проникності для іонів проникності для іонів NNаа++, тобто виникає , тобто виникає реакція, яка називається реакція, яка називається потенціалом дії.потенціалом дії.

Спочатку виникає Спочатку виникає локальний потенціал діїлокальний потенціал дії - - мембрана в місці подразнення деполяризується, ці зміни мембрана в місці подразнення деполяризується, ці зміни обумовлені переміщенням іонів через канали мембрани.обумовлені переміщенням іонів через канали мембрани.

Як тільки локальний потенціал дії досягає певного Як тільки локальний потенціал дії досягає певного критичного рівня деполяризації виникає критичного рівня деполяризації виникає власне власне потенціал діїпотенціал дії.. У виникненні потенціалу дії вирішальна У виникненні потенціалу дії вирішальна роль належить іонам роль належить іонам NNаа+.+.

Іонні канали відкриті.Всередину надходять

амінокислоти, електроліти та ін.

Потенціал дії

Потенціал дії має таку структуру: короткочасний Потенціал дії має таку структуру: короткочасний пік і слідовий позитивний і негативний пік і слідовий позитивний і негативний потенціал.потенціал.

Зміна мембранногопотенціалу

Зміна проникностімембрани для іонівнатрію і калію

Зображення потокуіонів

Перехід іонів Перехід іонів Na+Na+ всередину клітини за всередину клітини за градієнтом концентрації приводить спочатку до градієнтом концентрації приводить спочатку до зникнення потенціалу спокою, а потім до інверсії зникнення потенціалу спокою, а потім до інверсії – перезарядки мембрани.– перезарядки мембрани.

Потік іонів К+ із клітин назовні не може суттєво Потік іонів К+ із клітин назовні не може суттєво змінити швидкий процес деполяризації, оскільки змінити швидкий процес деполяризації, оскільки іони іони Na+Na+ в стані збудження переходять в в стані збудження переходять в середину клітини у 20 разів швидше, ніж в стані середину клітини у 20 разів швидше, ніж в стані спокою, а виділення іонів К+ збільшується спокою, а виділення іонів К+ збільшується приблизно у 9 раз.приблизно у 9 раз.

Коли мембранний потенціал досягає Коли мембранний потенціал досягає величини +40величини +40 мв, настає мв, настає інактиваціяінактивація натрієвої проникності, тобто повернення натрієвої проникності, тобто повернення її до величини спокою. її до величини спокою.

Послідовність явищ у виникненні Послідовність явищ у виникненні потенціалу діїпотенціалу дії

а а – стан спокою;– стан спокою;б -деполяризація;б -деполяризація;в – поширення в – поширення

потенціалу дії; потенціалу дії; г – реполяризація;г – реполяризація;д – дія натрій-д – дія натрій-

калієвого насосакалієвого насоса

Закони :Закони :-Чим більша збудливість тканини, тим Чим більша збудливість тканини, тим менший поріг подразнення.менший поріг подразнення.

-Чим менша збудливість, тим більший поріг Чим менша збудливість, тим більший поріг подразнення.подразнення.

-Чим більше подразнення, тим більше Чим більше подразнення, тим більше збудження і відповідна реакція збудженої збудження і відповідна реакція збудженої тканини.тканини.

Закони градієнта подразнення:Закони градієнта подразнення:- Збудження виникає тільки тоді, коли сила Збудження виникає тільки тоді, коли сила подразника швидко зростає або спадаєподразника швидко зростає або спадає;; при дуже при дуже повільному зростанні сил подразника, подразнення повільному зростанні сил подразника, подразнення немає, виникає адаптація.немає, виникає адаптація.

- Чим більше зростає сила подразнення, тим Чим більше зростає сила подразнення, тим більша реакція тканини.більша реакція тканини.

- Чим менше градієнт подразнення, тим збудження Чим менше градієнт подразнення, тим збудження зростає повільніше – поріг збудження зростає повільніше – поріг збудження підвищується: жива тканина як би протидіє підвищується: жива тканина як би протидіє зовнішньому подразненню.зовнішньому подразненню.

Закони проведенняЗакони проведенняЗбудження, що протікає по нервовому чи м’язовому Збудження, що протікає по нервовому чи м’язовому волокні, не переходить на сусідні волокна – це «закон волокні, не переходить на сусідні волокна – це «закон ізольованого проведення». ізольованого проведення».

Збудження, викликане зовнішнім подразненням в Збудження, викликане зовнішнім подразненням в будь-якому місці нервового чи м’язового волокна, будь-якому місці нервового чи м’язового волокна, поширюється від цього місця в обидві сторони. Це поширюється від цього місця в обидві сторони. Це явище отримало назву «закону двобічного явище отримало назву «закону двобічного розповсюдження збудження».розповсюдження збудження».

Незалежність величини імпульсу, який проходить по Незалежність величини імпульсу, який проходить по волокну, від сили подразнення і підтримання сталості волокну, від сили подразнення і підтримання сталості цієї величини по мірі проходження по волокну цієї величини по мірі проходження по волокну отримали назву отримали назву закону «все або нічого».закону «все або нічого».

РЕОБАЗАРЕОБАЗАМінімальна сила подразника, при Мінімальна сила подразника, при якій виникає збудження отримала якій виникає збудження отримала назву – реобази.назву – реобази.

Це найменша сила, чи найменша Це найменша сила, чи найменша напруга, струму, яка необхідна напруга, струму, яка необхідна щоб при необмеженому часі щоб при необмеженому часі впливу викликати реакцію тканин.впливу викликати реакцію тканин.

За величиною реобази можна За величиною реобази можна говорити про збудливість різних говорити про збудливість різних тканин організму. Чим менше тканин організму. Чим менше реобаза, тим більшереобаза, тим більше збудлива збудлива тканина.тканина.

ХРОНАКСІЯХРОНАКСІЯЧас, необхідний для того, щоб викликати ефект Час, необхідний для того, щоб викликати ефект

збудження, отримав назву – збудження, отримав назву – корисного часукорисного часу..

Мінімальний час, протягом якого струм силою в дві Мінімальний час, протягом якого струм силою в дві реобази викликає збудження, був названий Лапіком реобази викликає збудження, був названий Лапіком хронаксією. хронаксією.

За величиною хронаксії говорять про швидкість За величиною хронаксії говорять про швидкість виникнення збудження в тканині. виникнення збудження в тканині.

Чим менше хронаксія, тим швидше протікають Чим менше хронаксія, тим швидше протікають підпорогові зміни в тканині, тим швидше виникає підпорогові зміни в тканині, тим швидше виникає хвиля збудження.хвиля збудження.

Зміна збудливості тканин при Зміна збудливості тканин при збудженнізбудженні

Фази:Фази: Абсолютної Абсолютної

рефрактерностірефрактерності

Відносної Відносної рефрактерностірефрактерності

Супернормальна, або Супернормальна, або екзальтаційнаекзальтаційна

Субнормальна Субнормальна

ПАРАБІОЗПАРАБІОЗСтан живої тканини, що характеризується втратою Стан живої тканини, що характеризується втратою здатності до проведення збудження, спричинений здатності до проведення збудження, спричинений

дією подразника.дією подразника.

Фази:Фази: ПровізорнаПровізорна, або зрівняльна, слабкі і сильні , або зрівняльна, слабкі і сильні подразнення якоїсь ділянки нерва викликають подразнення якоїсь ділянки нерва викликають однакові м'язові скорочення.однакові м'язові скорочення.

ПарадоксальнаПарадоксальна – коли слабкі подразнення – коли слабкі подразнення викликають сильнішу реакцію ніж сильні.викликають сильнішу реакцію ніж сильні.

ГальмівнаГальмівна – на слабкі і сильні подразнення тканина – на слабкі і сильні подразнення тканина не реагує. Якщо на тканину в стані парабіозу не реагує. Якщо на тканину в стані парабіозу продовжити діяти подразником, вона відмирає.продовжити діяти подразником, вона відмирає.