Általános fogalmak fiziológiája ingerlékeny szövetekben, Élettani Tanszék
Általános fogalmak az élettani ingerlékeny szövetekben
Biológiai válasz - válasz reakciót a sejtek, szövetek, szervek, a válasz egy ingerre (stimulus).
Ingerlékenység - jellemzője minden élő szövetben változtatni a belső állapotát a külső körülményeket.
Fajta szövet, attól függően, hogy a válasz a külső ingerekre:
Excitable I - az a tulajdonságuk, izgatottság, azaz képességét, hogy gerjeszti az ideges, izmos, mirigyes.
II nonexcitability - változtatják állapotukat, de nem termel a gerjesztés egy alkalmazott inger.
Excitabilitás - képes-e a szövet, hogy beköltözik egy gerjesztett állapotban.
Gerjesztés - aktív állapotban a szövetek a stimulálásra adott válaszként, ez egy komplex biológiai választ, nyilvánul meg egy sor fizikai, fizikai-kémiai és funkcionális változásokat, a képesség, hogy elosztva a szövet.
Gerjesztés tartalmaz specifikus és nem specifikus komponenseket.
Nem specifikus:
shift kémiai reakciók a hő, a fizikai és a kémiai változások,
biopotentials termékek, strukturális változások a sejtmembránban.
specifikus:
izom megfelel az izom-összehúzódás, idegszövet - a generáció az ingerület, és magatartása, a mirigyállomány - oktatás és kiadása váladék.
Gerjesztés lehet helyi és dinamikus (szaporító).
biopotentials
Luigi Galvani 1791-ben egy kísérlet azt mutatta, hogy az élő szövet tartalmaz „állati elektromosság”, a tudományos ellenfelek, Volta fizikus - ez a villamos eltérő fémek, ő hozta létre az első áramgenerátor, amely az úgynevezett galvánelem.
Típusú biológiai potenciál:
1. többi biofeszültségmérő (membrán) - MPP.
2. biofeszültségmérő akció (gerjesztés) - PD.
- Biofeszültségmérő többi - a potenciális különbség a külső és belső felületén a sejtmembrán egyedül. A külső felülete a sejtmembrán pozitív töltésű, és a belső - negatív.
Nyugalmi intracelluláris akciós potenciál által rögzített - alkalmazásával mikroelektródokkal, amelyek közül az egyik be a sejtbe (1. ábra).
1. ábra sematikus ábrázolása az eljárás regisztrációs biopotentials.
A kísérletet lehet regisztrálni biofeszültségmérő többi között a sérült és ép szövet helyén. A sérült rész egy modellje a belső felülete a sejtmembrán.
Ha az intracelluláris felvétel újratöltés membrán alatt bejegyzett egyetlen elektród (egy PD) az extracelluláris rögzítése akciós potenciál áthalad a két elektróda (regisztrált kétfázisú PD).
- Biokapacitást akció - rövid nagy amplitúdójú változásokat WFP, ami előfordulhat, ha izgatott. PD bejegyzett bosszús szövetekben, amelyekben a gerjesztő hullámot keletkezik (2. ábra). PD mérik intracelluláris és extracelluláris felvétel az emberrablás.
2. ábra Az akciós potenciál, a fő fázisban.
Modern, kísérletileg igazoltuk, membrán-ionos elmélete eredetét biopotentials (Hodgkin, Huxley, Katz).
- Az elektromos folyamatok fordulnak elő a plazmamembrán a sejt, amely áll a lipid bimolekuláris réteg (csontváz a membrán), és olyan fehérjék, amelyek a különböző funkciókat a membrán: receptor, enzim, benne kialakított csatornák és szivattyúk (3. ábra).
Csatorna membrán lehet nem-specifikus, mindig nyitva van, nincs kapumechanizmusa hogy elektromosan hatások nem változik az állapota. Csatorna az úgynevezett „szivárgás”. Specifikus csatornák (szelektív) van kapumechanizmusa tehát egyaránt lehet nyitott vagy zárt állapotban függően a villamos hatások a membránon, és átadja csak egy adott ion. Ez a csatorna három részből áll: vizes pórusokat - kibélelve hidrofil csoportokkal; szelektív szűrő - a külső felületén, amely továbbítja ionok függően azok mérete és alakja; kapu - belső felületén a membrán, ellenőrzött a csatorna áteresztőképesség.
3. ábra A szerkezet a biológiai membránok.
Csatorna membrán lehet nem-specifikus, mindig nyitva van, nincs kapumechanizmusa hogy elektromosan hatások nem változik az állapota. Csatorna az úgynevezett „szivárgás”. Specifikus csatornák (szelektív) van kapumechanizmusa tehát egyaránt lehet nyitott vagy zárt állapotban függően a villamos hatások a membránon, és átadja csak egy adott ion. Ez a csatorna három részből áll: vizes pórusokat - kibélelve hidrofil csoportokkal; szelektív szűrő - a külső felületén, amely továbbítja ionok függően azok mérete és alakja; a cél - a belső felületén a membrán, szabályozott permeabilitású csatornákba (4.ábra).
4. ábra felépítése az ioncsatorna.
Nátrium-csatornák kétféle kapuk: a gyors és a lassú aktivációs inaktivatsionnye. A többi nyitott inaktivatsionnye lassú és gyors zárt aktiválást. Gerjesztés hatására következik be gyors nyitás és egy lassú aktiválás inaktivatsionnyh lassú zárása, azaz a egy rövid ideig, mindkét típusú kapuk nyitva (5. ábra).
5. ábra A munka és aktiválási inaktivatsionny kapu mechanizmusok nátrium-ioncsatorna.
Kálium-csatornák csak lassú kaput.
A szivattyúk működnek ion transzport a membránon keresztül a koncentrációgradienssel szemben, azok munka segítségével az energiát az ATP.
- Mindkét oldalán a membrán van egy koncentráció gradiens.
Belül a sejt 40-szer> K +; t; / p>
Kívül a sejt: 20-30 alkalommal> Na +,
50-szer> Cl.
- A membrán halad molekulák zsíroldható anyagok, és a szerves sav anionok tesztelt. A membrán permeábilis a víz, a ionáteresztő képesség a membrán eltérő: kálium nyugalmi permeabilitás közel 25-szer nagyobb, mint a nátrium. Amikor gerjesztési és fokozott permeabilitása a kálium (fokozatosan), és nátrium-(gyors, de egy nagyon rövid idő alatt).
nyugalmi potenciál
A permeabilitás a membrán K + ionok növeljük, azonban kálium fontos szerepet játszik a generációs az MPP. Kálium létrehoz egy elektromos mező és feltölti a külső felülete a membrán „+”. Abban az időben, amikor a „+” potenciális a külső oldalán elér egy bizonyos értéket kapcsolatban „-”, amelyen belül generált anionok - jön közötti dinamikus egyensúly a bejövő és kilépés a sejt K + ionok. Ezen a ponton ez megfelel az egyensúlyi potenciál K - nyugalmi potenciál.
WFP jellemzi:
1. állandóság;
2. polaritás külső "+" belül "-";
3. Az érték - mV a vázizmok - 60-90 mV,
sima - -30 - 70 mV,
-50 ideg - 80mV,
a kiválasztó sejtek - -20mV.
WFP - az egyik fő mutatók élettani sejt nyugalmi. Növelésével az extracelluláris kálium koncentráció csökkenésével MPP, mert csökkenti diffúziós kálium a sejtből az alacsonyabb koncentrációja gradiens. Az intézkedés alapján az anyagok, amelyek blokkolják a újraszintézisét ATP, mint megszűnik műveletet nátrium-kálium pumpa, szintén csökkentette az MPP. nátrium- és kloridionokat belépnek a sejtbe, de jelentős hatása van a MP nem fejt ki, ami az alacsony permeabilitás.
akciós potenciál
Gerjesztés időtartama alatt - drámaian megnő (több ezer alkalommal) a permeabilitás Na ionokat, amelyek belépnek a sejtbe lavina és töltse fel a belsejében a „+” - nincs depolarizáció, majd az összeget a nátriumionok belsejében meghaladja a kálium-töltés a felületen, és ez okozza az újratöltés a membrán (reverzió). Fokozatosan növekvő permeabilitás kálium a sejtből, és a gázáramot inaktiválja nátrium-permeabilitás és vezet a helyreállítása a töltés a membránon. Van egy szakasza a repolarizáció.
Jelentős tényező a nátrium-kálium pumpa, amely eltávolítja a sejtekből 3 nátriumionok cserébe káliumion 2 be a sejtbe. Működése függ a sejtek anyagcseréjét, különösen a tápellátásról. Így egy molekula ATP fogy (6. ábra).
6. ábra: A mechanizmus a nátrium-kálium pumpa.
FA áll csúcs kapacitást, ami képződik fázist depolarizáció és repolarizáció reverziós, és nyomnyi potenciálok (2. ábra).
Trace képességek:
Negatív (Tracking depolarizáció);
Pozitív (hiperpolarizáció).
Az ok nyomkövetési potenciálokat további változó közötti arány nátrium belépő a cellát, és a kálium-kimeneti azokból. Ha a letapogató jelölt depolarizáció a maradék nátrium-áram a sejtbe, miközben csökkenti a kálium-áram. A hiperpolarizáció - maradék kálium áramerősítést a sejt, miközben egyidejűleg aktiválja a nátrium-kálium pumpa.
PD jellemzi:
1. A változó jellege;
2. rövid időtartamú - néhány milliszekundum;
3. A töltést a membrán, a külső - "-", in - "+".
Az intézkedés alapján anyagok nátrium-csatornákat blokkolják, PD nem keletkezik, hiszen normális a membrán depolarizációját eredményezi növekedése miatt a nátrium-permeabilitást. Erősségének növelésével az inger küszöbérték feletti amplitúdó PD nem változik, mert Ez nem változtatja meg a számát aktivált nátrium-csatornák, amelyek ismertetett küszöbértéken stimuláció.
A szükséges feltételek kialakulását gerjesztés (stimulus törvény).
Ingerlékeny szövetekben eltérő. Okoz izgalmat, az inger kell:
1. Elegendő erő - küszöb törvény.
2. meredeksége (gradiense) növekedése ezt az erőt - a törvény a szállás.
3. Idő akció - a törvény erő-idő.
1. A törvény hatályba. Egy intézkedés ingerlékenység küszöbértéket stimuláció - a legalacsonyabb erőssége az inger kiválthatja ébredés. Minden ingerek osztható küszöbérték alatti, küszöb és küszöb feletti. Biológiai érték osztva megfelelő ingerek (ható a szövet in vivo, hogy neki, hogy úgy van kialakítva, az evolúció során) és a nem megfelelő. A fiziológiai kísérletek irritáló gyakran használják elektromos áram, például okoz visszafordítható változások, könnyen adagolható és teljesítmény időtartamot, természeténél fogva közel van elektromos folyamatok az élő szervezetekben előforduló.
1870-ben g. Bowditch kísérletes szívizom alkalmaznak hozzá az egységes küszöbérték stimulációk rögzített válasz - megállapították, hogy stimuláció küszöbérték alatti reakció nem volt a küszöbérték és a küszöb feletti erő válasz amplitúdója azonos volt. Ennek alapján azt javasolják, hogy a törvény „mindent vagy semmit”.
A bevezetés után a kísérleti vizsgálata mikroelektronikai technológia, azt találták, hogy a tudatalatti stimulálás szöveti válasz alakul. Ha az erő kisebb, mint 50% az inger küszöbérték, akkor a passzív elektróda pólusai depolarizáció változása nélkül következik be a membrán permeabilitást az ionok (elektrotónusus változás). Ha az erő kisebb, mint a küszöbérték inger, de több mint 50% -a, akkor van egy helyi szöveti válasz, amely kíséri a depolarizáció alkalmazása irritációt, és nem terjed ki az egész szövetet gerjeszthető szövetek ezen a szakaszon megnövekedett. Helyi válasz engedelmeskedik hatalmi viszony, azaz annál nagyobb a hatalma tudatalatti ingerekre, annál nagyobb az amplitúdó a helyi válasz. A permeabilitás a sejtmembránok ezen részében növeljük nátrium ionokra. Alkalmazása során az ingerküszöb van egy twinning sík, amelynek amplitúdója nem változik, ha az inger érték meghaladja a küszöbértéket, azaz a Ez megfelel a törvény „mindent vagy semmit”, de küszöb feletti inger PD hossza kisebb lesz, mivel a időtartam lerövidítésére vonatkozó helyi választ.
Abban a pillanatban, az átmenet a helyi választ a PD nevezzük a kritikus szint depolarizáció (FPR), és egy membrán egy töltés átállás membránpotenciálját ASC-k, az úgynevezett küszöb-potenciál, hogy együtt a ingerküszöb jellemzi szöveti ingerelhetőség.
Változó excitabilitás szövet gerjesztés hatására.
Gerjesztés hatására ingerelhetőség áteső szöveteket függően változik PD (7. ábra) fázisok:
I - szupernormális ingerlékenységének (elsődleges) megfelel egy helyi választ, ahol a két küszöbérték alatti inger alkalmazott időközönként időnél rövidebb ideig tart a lokális válasz lehet gyűjteni, és oka PD;
II - Az abszolút refrakter - megfelel regeneratív depolarizáció és megfordítására, a szövet válik teljesen nem ingerlékeny és nem reagál a legerősebb inger
III - relatív refrakter periódus az repolarizációt, és így fokozatosan kinyerjük szöveti ingerelhetőség és küszöb feletti inger alkalmazott ebben az időszakban lehet generálni PD;
IV - szupernormális ingerlékenységének (szekunder vagy ekzalfatsionnaya fázis) - nyomnyi depolarizáció gerjeszthető szövet több lesz, mint a kezdeti állapotban, és még a szubklinikus inger képes indukálni twinning síkban;
A V - a normálisnál alacsonyabb ingerelhetőség - hiperpolarizáció, ingerelhetőség szövet enyhén csökkent.
7. ábra változása membráningerelhetőség során akciós potenciál fejlesztése.
2. irritáció gradiens törvény (Dubois Reymond). Minél nagyobb a gradiens az irritáció, a nagyobb (bizonyos határokon belül) a reakció az élő formáció.
A tanfolyam ideje alatt a lassan növekvő inger jön ruhával eszköz - szállás. Ez összefügg azzal a ténnyel, hogy amikor gerjesztési permeabilitás nátrium ionokra növeli egy rövid ideig, ha belül inger nem éri el a küszöbértéket, majd egyre nagyobb permeabilitás káliumionok inaktiválására nátrium-permeabilitást, és a gerjesztés nem fordul elő. Így is van egy elmozdulás ASC megnövelt küszöbérték potenciál.
3. Az erő-idő jog (Lapik). Bármilyen ingerküszöbbel fordítottan arányos az időt az intézkedés, amelyet az jellemez, egy matematikai görbe - hiperbola. A karakter a görbe azt mutatja, hogy a tudatalatti ingerekre (kevesebb, mint 1 reobázis) nem okoz izgalmat, hogy mennyi ideig nem jártak el, ugyanakkor nagyon erős rövid távú ösztönzést, amelynek időtartamát a kevésbé hasznos időben is nem okoz izgalmat.
DC erő van, amelyek a végtelenségig, ami izgatottság, az úgynevezett reobázis.
Az idő, amely alatt az áram a gerjesztő 1 okok reobázist - hasznos időt.
A minimális idő, amely alatt a jelenlegi 2 reobázist ok gerjesztés hívják chronaxy. A tanulmány ezen paraméter a neurológiai és a trauma gyakorlat dinamikáját tanulmányozza a fellendülés az ideg- vagy izomszövet sérülés után.