Итак, в состоянии возбуждения клетки возникает мембранный потенциал, называемый потенциалом инверсии.
19.Понятие КУД'а. Значение конформационных изменений в клеточной мембране для биоэлектрогенеза. При воздействии на клетку какого-либо раздражителя, ее мембрана начинает деполяризоваться, а мембранный потенциал уменьшается по величине. Если мембранный потенциал достигает определенного значения, дальнейшая деполяризация мембраны происходит автоматически, уже без участия раздражителя. Такое значение мембранного потенциала называется КУД - критический уровень деполяризации.
Дело в том, что при достижении КУД'а меняется конформация мембранных белков - К- и Nа-каналов - и клеточное условие p(K+)/p{Na+)=20 заменяется условием p(Na+)/p(K+)=30, т.е изменяется проницаемость клеточной мембраны для ионов К+ и Nа+. В результате, развивается фаза деполяризации и возникает потенциал инверсии. А вот при достижении мембранным потенциалом значения (∆φ)пп, происходит восстановление исходной конформации белков-каналов, а значит, и прежней проницаемости мембраны клетки. В результате, развивается фаза реполяризации и восстанавливается потенциал покоя.
Сильное влияние на мембранные белки относительно небольшого изменения мембранного потенциала объясняется тем, что из-за малой толщины мембраны клетки, электрическое поле в мембране изменяется очень сильно. Например, при изменении (∆φ)м на 10 мВ в мембране толщиной 10 нм. электрическое поле изменяется на 1 кВ/мм.
Понятие калий-натриевого насоса и принципы его работы.
В каждом клеточном цикле "возбуждение - релаксация'" запас разности концентраций ионов К+ и Na+ по обе стороны клеточной мембраны уменьшается, так как потенциалы покоя и инверсии возникают в результате пассивного транспорта этих ионов. После "срабатывания" некоторого количества потенциалов действия, эта разность концентраций может уменьшиться настолько, что клетка потеряет способность возбуждаться. Для поддержания этого важнейшего свойства клетки, разность концентраций ионов К+ и Nа+ по разные стороны клеточной мембраны нужно регулярно восстанавливать.
Механизмом такого восстановления разности концентраций ионов К+ и Na+ (в клетке и вне нее) и является калий-натриевый насос. Он должен переносить ионы К+ внутрь, а Na+ - наружу клетки, т.е. в сторону их большей концентрации. Следовательно, этой системе для осуществления активного транспорта требуется энергия. Калий-натриевые насосы являются сложными белковыми комплексами в мембране клетки, которые выполняют свою функцию путем конформационных изменений за счет энергии, выделяемой при гидролизе аденозинтри-фосфата (АТФ) в аденозиндифосфат (АДФ). Особенность механизма калий-натриевого насоса состоит в том, что он осуществляет "сопряженный" перенос ионов: за один цикл работы насоса три иона Na+ переносятся во внешнюю среду клетки и два иона К+ внутрь клетки. Ионы Na+ активируют насос на внутренней поверхности клеточной мембраны, а ионы К+ - на внешней.
20.Потенциал действия и его график.
По определению, потенциал действия - это разность потенциалов между возбужденным и невозбужденным участками клеточной мембраны.
Величины клеточных биопотенциалов, как следует из их определений, связаны следующей формулой: (∆φ)пд=׀(∆φ)пп׀+(∆φ)пи, где (∆φ)пд потенциал действия, I(∆φ)ппI потенциал покоя по модулю, (∆φ)пи потенциал инверсии
Различают два внутриклеточных способа передачи возбуждения: механизм "локальных токов" и "сальтаторный" механизм. Пусть в одной точке (А) нервного волокна возникло возбуждение. Тогда, вследствие наличия потенциала действия между этой гонкой и соседней точкой покоя (В), вдоль мембраны (в прилегающих жидкостях) начинается перемещение положительных и отрицательных ионов. Это движение ионов и называют локальными токами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.