- Лабильность – способность формировать максимальное число потенциалов действия в сек
Состояния возбудимых клеток
-
Физиологический покой - на мембране потенциал покоя – ПП: разность потенциалов
-
Физиологическая активность
-
Возбуждение –
-
потенциал действия ПД Торможение
-
+
+
-
Мембранный потенциал покоя
-
ПП – разность потенциалов между наружной и внутренней стороной клеточной мембраны покоящейся клетки.
-
ПП характерен для всех клеток организма.
-
Внутренняя среда клетки заряжена отрицательно по отношению к внешней среде.
Мембранный потенциал покоя
-
ПП можно измерить, если поместить один электрод (макроэлектрод) в окружающий клетку раствор, а другой (микроэлектрод) ввести в клетку.
-
ПП различных клеток составляет от
-
-30 милливольт до
-
90 милливольт.
-
Знак «-» показывает, что измерение потенциала осуществляется внутриклеточно.
Механизмы ПП
-
Формирование ПП связано с отличием ионного состава внеклеточной и внутриклеточной среды.
-
Формирование ПП определяется особенностью ионной проницаемости мембраны покоящейся клетки.
Концентрации некоторых ионов внутри и снаружи клеток млекопитающих
-
Таком образом, основным внеклеточным катионом является ион натрия (парный ему анион – ион хлора); основным внутриклеточным катионом является ион калия (ему соответствуют органические внутриклеточные анионы, прежде всего – отрицательные заряды на поверхности белковых молекул).
Концентрации некоторых ионов внутри и снаружи клетки (схема)
Анион - белок
Анион - Cl
Проницаемость мембраны для ионов в покое
В мембране покоящейся клетке открыты только каналы «утечки», которые пропускают преимущественно ионы калия. Ионы калия по концентрационному градиенту выходят из клетки.
-
В клетке остаются анионы белка, которые не могут выйти вслед за калием из-за своего большого размера. Поэтому внутри клетки формируется отрицательный заряд.
-
Потенциал покоя преимущественно определяется выходом ионов калия. Поэтому говорят, что потенциал покоя имеет «калиевую природу». Выход ионов калия, в свою очередь, определяется концентрационным градиентом, зависящем от концентрации калия во внеклеточной среде.
Зависимость ПП от уровня К+ во внеклеточной среде
-
Чтобы поддерживать заряд и жизнеспособность клеток нужно поддерживать ионные градиенты между внутриклеточной и внеклеточной средой. Это – функция Na/K-АТФазы.
Na+/ K+ - АТФаза
-
Поддерживает стабильный концентрационный градиент ионов натрия и калия между внутриклеточной и внеклеточной средой.
-
Из-за поддержания низкой концентрации ионов натрия в клетке, обеспечивает сохранение нормальной осмолярности и объема клетки.
-
Обладает электрогенностью – вносит вклад в формирование ПП.
ПРИЧИНЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ПОКОЯ (ПП)
-
Градиент концентраций для калия (создает натрий-калиевый насос)
-
Высокая проницаемость мембраны для калия в покое (диффузия калия через каналы)
-
Отсутствие проницаемости для внутриклеточных анионов
-
Низкая проницаемость мембраны для натрия в покое
Если мембранный потенциал становится меньше по модулю (было -90мВ, стало -60мВ), то говорят о деполяризации мембраны (разность потенциалов между внутриклеточной и внеклеточной средой стала меньше).
Если мембранный потенциал становится больше по модулю (было -90мВ, стало -100мВ), то говорят о гиперполяризации мембраны (разность потенциалов между внутриклеточной и внеклеточной средой стала больше).
Изменения мембранного потенциала
Потенциал действия, фазы его развития, ионные механизмы формирования
Потенциал действия - быстрое изменение мембранного потенциала, возникающее в возбудимых структурах при действии порогового и надпорогового раздражителя.
-
Под действием раздражителя в клеточной мембране открываются Na каналы и ион натрия начинает входить в клетку. Натрий входит в клетку по концентрационному и электрическому градиенту. При этом он «вносит» в клетку положительный заряд – происходит
