A természet a membrán nyugalmi potenciál
Nyugalmi potenciál - a különbség az elektromos potenciál belül és kívül a sejt nyugalmi. PP mérettartományaira 30-90 mV.
PP alapján gerjesztés és feldolgozása információt idegsejt rendelkezik szabályozása a belső szervek és izomrendszer kiindulva a gerjesztő és összehúzódás az izomban.
A fő ion nyújtó képződése PP ion K +. A nyugalmi sejt dinamikus egyensúly jön létre a számok jön ki a cellából, és a sejten kívül K + ionok. Elektromos és koncentrációs gradiensek egymással szemben szerint a K + koncentráció gradiens törekszik, hogy kilépjen a sejtek és a negatív töltés a sejten belül, és a pozitív töltését külső felületének a sejtmembrán ezt megakadályozzák. Amikor a koncentrációgradiensek és elektromos ellensúlyos, a sejtek száma elhagyó ionok K + egyenlővé válik száma K + ionok a sejtbe. Ebben az esetben, a sejtmembrán telepítve kálium egyensúlyi potenciálja.
Megteremtésében PP részt és más ionok: Na +, Cl¯, Ca² +.
A permeabilitás a sejtmembrán egyedül Na + nagyon alacsony. Na + ionok koncentrációja szerint és az elektromos gradiensek és igyekszik kis mennyiségű a sejtbe tesztelt. Ez csökkenéséhez vezet a PP, mint a külső felületen, a sejtmembrán egy teljes száma pozitív töltésű ionok csökken, és egy része a negatív ionok a sejten belül a sejten kívül semlegesített pozitív töltésű ionok Na +.
Effect Cl¯ az összeg a PP ellentétes hatást gyakorol, Na +. Cl¯ szerint a koncentrációgradiens keresik, és benyúlik a sejt. A koncentrációkat a K + és Cl¯ egymáshoz közel. de Cl¯ Ez elsősorban a sejten kívül, és a K + - a sejt belsejében. Lets Érvényes Cl¯ elektromos gradiens a sejtbe, hiszen negatív töltés a sejten belül, mint a töltés Cl¯. Erőegyensúlyt eredményez koncentrációgradiens amely elősegíti bemeneti Cl¯ a sejtbe, és az elektromos gradiens, amely megakadályozza, hogy belépési Cl¯ egy ketrecben. A felvételkor Cl¯ a sejt belsejében számos negatív díjak enyhén csökken a sejten kívül, de növeli a sejten belül: Cl¯ illetik meg, főbb anionok fehérje jellegű található a sejten belül. Így, Cl¯Behatol sejtek növeli a PP.
A külső és belső celluláris membrán felületén hordozzák elektromos töltéseinek saját. Fix külső negatív töltések semlegesítésére pozitív töltések a külső felülete a membrán, csökkenti a PP. Fix belső negatív töltések a sejtmembrán, éppen ellenkezőleg, foglalta anionokkal sejten belül, fokozott PP. Ca² + ionok kölcsönhatásba a külső rögzített negatív töltések a sejtmembránban, ami növekedéséhez vezet és a stabilizáció a PP.
Általában, a PP - az algebrai összege nem csak az összes díjat ionok belül és kívül a sejtek, hanem a negatív külső és belső felületi töltések a sejtmembrán magát.
1. Membrán potenciálok és ionos jellege
Membrán elmélet bioelektromos potenciálok indult vissza 1902-ben Bernstein. De csak a 50-es ez az elmélet nagyon fejlett és kísérletileg bizonyította Hodgkin, kié az alapelvek és elméletek szerepét ion gradiensek esetén biológiai potenciál és a elosztás mechanizmusa az ionok a sejt és sredoy.Suschnost ez az elmélet abban a tényben rejlik, hogy a nyugalmi potenciál és az akciós potenciál elválaszthatatlanul membránpotenciálokon okozott féligáteresztő sejtmembrán tulajdonságait és az egyenetlen eloszlása az ionok a sejt és a környezet, amely támogatja aktív transzport mechanizmusok is lokalizált a membrán is.
1.1 A nyugalmi potenciál, Nernst-egyenlet
Magától értetődik, hogy a diffúziós tart csak addig, amíg, amíg egy egyensúlyi között fellépő erők elektromos mező és a diffúziós erők. Feltételezve, hogy a nyugalmi potenciál határozza csak a diffúzió kálium ionok a citoplazmából a külső, annak E értékét meg lehet határozni a Nernst-egyenlet:
sejt membrán potenciál electrodiffusion
ahol [K] i és a [K] e - Activity kálium-ionok és azon kívül a sejt; F - száma Farodeya; T - abszolút hőmérséklet; E - a lehetséges változás; R - gázállandó.
7.Usloviya előfordulása PD. A törvény „mindent vagy semmit”.
PD - elektrofiziológiai ezt a folyamatot, kifejezett gyors oszcilláció nyugalmi membrán potenciál mozgása miatt az ionok a sejtbe, és ki a sejtből, és képesek szaporodni nélkül csillapítás.
AP biztosít jelátvitel idegsejtek közötti és idegsejtek közötti központok dolgozó szervek, izmok PD biztosít az elektromechanikus kapcsolási folyamat során.
A mennyiség PD között változik 80-130 mV. AP amplitúdója nem függ az erőssége stimuláció, mindig maximálisan egy adott cella meghatározott feltételek mellett: PD engedelmeskedik „mindent vagy semmit”, de nem tartozik a törvény hatályba.
Alacsony stimulációs PD vagy nem fordul elő, vagy eléri a maximális értéket, ha az irritáció a küszöb vagy küszöb feletti.
Három fázisa van a PD:
- depolarizáció - töltés eltűnése sejtek (csökkenés a membránpotenciál nullára)
- Inverziós - változik a töltés sejtek a hátsó, amikor a belsejében a sejtmembrán pozitív töltésű és a külső - negatív
- repolarizáció - helyreállítása a kezdeti sejt díjat, ha a negatív töltés ismét a sejten belül és kívül - pozitív.
Depolarizáció fázis: Az intézkedés alapján a depolarizáló stimulus egy sejt (például, elektromos áram), a kezdeti depolarizáció a sejtmembrán nélkül következik be változás a készítmény áteresztőképessége az ionok. Amikor depolarizáció eléri a körülbelül 50% a küszöbérték esetleges megnövekedését sejtmembrán átjárhatóságát a Na +. Feltétel nyújtó bejárata Na + a sejtbe, az, hogy növelje a sejtmembrán átjárhatóságát, ami által meghatározott állam Na-csatorna kapumechanizmusa (található a külső és a belső oldalán a sejtmembrán). Amikor a sejtek depolarizáció eléri a kritikus értéket - 50 mV, a membrán áteresztő képességét a Na + meredeken növekszik: nyit a nagy csatornák számát és a Na-Na + lavina gyékény a sejtbe. Ennek eredményeként intenzív jelenlegi Na + a sejtpoiarizáció folyamat nagyon gyors. Ennek eredményeként, PP (a többi potenciális) eltűnik, nulla lesz. Depolarizáció fázis fölött.
A fázisinverzió: eltűnése után bemeneti PP Na + a sejtbe folytatódik, így a több pozitív ionok a sejtben több mint a több negatív ionok, a töltés a sejten belül válik pozitív, a külső - negatív. Most elektromos gradiens gátolja Na + behatolását a sejtbe (pozitív töltések taszítják egymást), Na-vezetőképesség csökken. Mindazonáltal, míg a Na + továbbra is belépnek a sejtbe, amint azt a folyamatos emelkedése PD. Ez azt jelenti, hogy a koncentráció-gradiens, amely mozgás Na + a sejtbe, erősebb elektromos megelőzésére Na + behatolását a sejtbe. Miután mintegy 0,5-2 ms után az elején a depolarizáció PD növekedés megszűnik eredményeként nyitó és záró Na K-csatorna, vagyis, a megnövekedett permeabilitás K + megugrott kilépését a cellában. K + tolta ki a pozitív töltés a sejtek és a negatív töltés a levonni a sejten kívül. Ez addig folytatódik, amíg a teljes eltűnését a pozitív töltés a sejten belül - vége előtt fázisinverzió.
Repolarizációs fázis annak a ténynek köszönhető, hogy a permeabilitás a sejtmembrán K + még mindig magas, a K + továbbra is gyorsan ki a sejtből. Mivel a sejtek most ismét egy negatív töltés, és a külső - a pozitív, elektromos gradiens megakadályozza, hogy a kilépési K + ki a sejt, amely csökkenti a vezetőképességét, bár továbbra is közzé. Gyakran végén PD megfigyelt lassuló repolarizáció, amely azzal magyarázható, csökkent a sejtmembrán átjárhatóságát, hogy a K +.
A legfontosabb szerepe az előfordulása PD játszik Na +, amely minden emelkedő PD csúcs.
8.Refrakternost membrán a neuron: az okok és jelentősége.
Az akciós potenciál (AP) is terjed a membrán-nem mindkét irányban attól a helytől, eredeti megjelenését. De PD fiziológiás körülmények eredő, például a szervezetben a neuron kiterjed a periféria-tüskék csak egy irányban-SRI. Pd Fordított terjedési miatt előfordul, hogy az a tény, hogy egy ideje azt a részét a membrán, ahol a kifejlesztett PD, válik a nem-ingerelhető. Ezt az állapotot nevezik a tűzálló nonexcitability membrán. Nonexcitability membránok annak a ténynek köszönhető, hogy miután az előző gerjesztés nátrium-csatornák valamikor inaktiválódnak. Refrakter-nost - időszak meghosszabbítása az állam a membrán. Ezen túlmenően, ha az első membrán érzéketlen bármely erejét az inger, ami azt jelzi, az abszolút refrakter periódus. majd ezt követően, a relatív refrakter periódust, amely alatt a küszöb feletti inger si-ly már okozhat PD. Ez az időszak okozza fokozatos visszatérést a kezdeti nátrium-csatornák Tétel amikor zárva csak aktiválás kapu és fokozatosan inaktivatsionnye otkryvayutsya.Prodolzhitelnost abszolút refrakter periódus határozza meg a maximális frekvenciája generációs akciós potenciálok, halászati, amelynek elnevezése labilitás. Labilitás különböző ingerlékeny struktúrák nem ugyanaz. Ez a legnagyobb az idegi-CIÓ sejtek és folyamatok, a legalacsonyabb a sima izomrostok. Így a neuron abszolút refrakter periódus mintegy 1 ms, így tud folyni a 1000 impulzus / s. Azonban nem minden neuronok rendelkeznek ilyen magas labilitás. Az abszolút refrakter periódus körülbelül-ugyanaz, mint az időtartam PD.
9.Aktivny és passzív ion közlekedés. Funkcionális szerepe és mechanizmusa ioncsatornák és a szivattyúk.
Ioncsatornák, nagyméretű fehérjemolekulák, és szupramolekuláris szerkezetek lipoprotein természetét, ágyazva a sejtmembránban és a organellumok (lásd. A biológiai membránok). A szelektív ionok áthaladását a membránon keresztül, beleértve a sejtek a külső környezetbe, és fordítva. A modell szerint javasolt 1972 godu Singer és Nicholson, a biológiai membránok folyékony-mozaik szerkezete: foszfolipid membrán a folyékony film „úsztatott” fehérjemolekula. Különösen, fehérjemolekulák nevezett szerves áthatolnak a membránon, eljárva az egyik végén, hogy a citoplazmában, és mások - a külső cella környezetet. Belül egy ilyen fehérje molekula egyfajta „lyuk”, vagy egy vizes pórusok, amelyeken keresztül diffundálnak iony.Transmembranny és szállítása ionok csatornáin keresztül - alapján bioelektromos jelenségek a szervezetben. Vannak különböző ioncsatornák, amelyek különböznek a készülék és a funkciókat tartalmazza. Számuk terjedhet néhány tízezer per m 2 membrán. A legegyszerűbb szerinti eszköz a csatornák „passzív szivárgás„ion - fehérje”lyuk" a membrán permeábilis bármely ionok. Ezek állandóan látható, tekintet nélkül az intézkedés a vegyi vagy elektromos mező szabályozók. A csatornák száma kicsi. Meglehetősen nagy és fontos csoportja áll szivárgási utak szelektíven a fényáteresztő, egy típusú ionok (elsősorban - a kálium-ionok). Szelektív hozam kálium koncentráció gradiense anionok késlelteti sejtek és nem hatol át a membránon következtében töltés szétválasztás ellentétes oldalán a membrán és képező nyugalmi potenciál bármely sejt. Valamint egy folyamatosan nyitott szivárgás ioncsatornák, vannak más ioncsatornák a membrán bármely cella. A legtöbb alkalommal, amikor nincsenek nyitva és zárva csak egy rövid ideig, és csak válaszul egy speciális jel akció: potentsialoaktiviruemye ismert (csak nyitott változásokra reagálva az elektromos mező a membránon keresztül), és hemoaktiviruemye (nyitva csak Bizonyos vegyszerek) csatornákat. Ellentétben szivárgási csatornák az egyes sejt és részt vesz a kialakulását a nyugalmi potenciál sejtek potentsialoaktiviruemye ioncsatornák jelenleg csak az ingerelhető sejtekben - neuronok, izomsejtek, és mások. Ők azok, akik közvetlenül részt vesznek a termelés az akciós potenciál és a gerjesztő kletki.Molekuly potentsialoaktiviruemyh csatornák kifinomult eszköz; azok fő funkcionális komponensek - ion-szelektív szűrő, és a kapumechanizmusa a csatorna. A szelektív szűrők egy speciális szűkülettel, és specifikusan töltésű kémiai csoport található a csatornán belül, amely lehetővé teszi áthaladását csak egyféle ion. Ismert potentsialaktiviruemye csatornák áteresztő csak a nátrium-, kálium-, vagy csak kizárólag a kalcium. Kapumechanizmusa - egy csoportja az atomok egy molekulában a csatorna, az elektromos töltés hordozóanyagot és képes helyi elmozdulások (konformációban) molekulák a csatornán belül válaszul egy elektromos mező. Mozgó csoportok, a továbbiakban: „Kapu rendszerek”, attól függően, hogy a hely, vagy átfedés távolság ion pórusokat, hogy le van zárva (inaktiválja) csatorna vagy nyissa meg a lumen a pórusok. Ahol a két egymás mellett a csatorna „kapu” mechanizmus hatású az ellenkező irányba. Nyugalmi, amikor a csatorna zárva van, néhány „kapu” (aktiváló) zárva vannak, és a inaktivatsionnye - nyitott. Az intézkedés alapján a stimuláló elektromos inger (depolarizáció) mindkét kapu töltésű csoportok vannak tolva a csatorna szinte egyszerre, de ellentétes irányban. Mivel inaktivatsionnye kapu eltolódott lassabban, első csatorna sikerül, hogy aktiválja (nyitott), majd - inaktivált (zárt). A jelen két „kapu” típusú, amely egy csatorna lehetővé teszi az önszabályozás működik kanala.Hemoaktiviruemy típusú ioncsatorna megnyílik, és átmegy ionok csak kölcsönhatás után megfelelő kémiai reagensekkel - hormonok, mediátorok, stb (például acetilkolin, adrenalin, hisztamin) ... Erre a célra csatornák a külső vagy a belső (citoplazmás) speciális felületaktív tsentry.Esche egyik típusú ioncsatornák fedeztek fel az 1980-as években, - az ioncsatornák érzékeny nyújtás. Ezek nyitott és telt ionok válaszul a feszültséget a membrán. Talált az ingerlékeny és a nem-ingerelhető sejtekben. Követés törzsek izom szervekben, például csatornák fontos szerepet játszanak az aktivitásának fenntartásához szív sejtek, simaizom sejtek az érfal és hasonlók. D.Naryadu passzív szállítása ionok csatornák, van egy nagy osztálya aktív ionos szállítási csatornák, úgynevezett ion szivattyúk. Ion szivattyúk transzfer ionok a membránon keresztül ellen koncentrációs gradiens segítségével a felszabaduló energiát az ATP hidrolízisével. Molecule ion szivattyúk - nagy transzmembrán fehérjék (a molekulatömeg körülbelül 150000), amely képes kötődni, és hasítja az ATP. Például, a nátrium-kálium pumpa konjugátum végzi átadása nátrium- és kálium - a sejtbe. Ez alatt az 1 második szivattyú 200 szállítja az ionok Na + 130 sejtek és a K + ionok a sejtbe. Elterjedt jól szivattyú és Ca 2+ (kalcium-ATPáz) a felesleges oxigént kalciumionok a sejtből. Aktív ion transzport rendszer, amely biztosítja az állandóság koncentrációban bizonyos ionok sejtekben játszanak döntő szerepet szintjének fenntartását sejt nyugalmi potenciál.
11.Tipy receptor mediátorok. A koncepció az agonisták és antagonisták.
(Lat. Közvetítő mediátor: szinonimája neurotranszmitterek)
bioaktív anyagok kiválasztódik idegvégződések és a feltételes idegi impulzusok szinapszisok. Mivel M szolgálhat a különböző anyagok. Jelenleg mintegy 30 féle mediátorok, de csak heten (acetilkolin, norepinefrin, dopamin, szerotonin, a gamma-amino-vajsav, glicin és glutaminsav), általában a továbbiakban a „klasszikus” neurotranszmitterek.
M. bevonása a idegi impulzusok a következő. Szakosodott szekréció M. rész preszinaptikus sejt van egy speciális úgynevezett szekréciós külső membrán, hogy gerjesztés hatására a preszinaptikus sejtmembrán képez vezikulákat tartalmazó M. ampulla tartalmát ezután öntjük a szinaptikus résbe, diffundál a posztszinaptikus membrán, ahol interakcióba lép specifikus receptorokkal. Hatásának tanulmányozása során az M a receptorok a perifériás szervek és ts.ns kiderült különböző típusú receptorokon ugyanazon mediátor (m-, n-kolinerg receptorok, # 945; -, # 946; adrenerg receptorok, stb) .. A szétválasztás alapja a funkciók a biokémiai reakciók a neurotranszmitter rendszer - receptor. Például, a m-receptor reakció muskarinopodobny karakter (ezek nem érzékenyek a mérget kuráre), n-receptorok - nikotinopodobny (érzékeny a mérget kuráre). kölcsönhatás mediátorok # 945; -receptor okoz gerjesztő hatás (érösszehúzódást, a méh, stb) és # 946; receptorok - gátló hatását (értágítás, relaxációs a hörgők). Egyszerre # 945; - és # 946; receptorok találhatók a különböző szervekben is eltérően reagálnak a mediátorok. Attól függően, hogy a kölcsönhatás természetének # 945; - és # 946; receptor különböző M. ezeket a receptorokat, illetve vannak osztva # 945; 1 -, # 945; 2 - # 946; 1 - és # 946; 2-adrenerg receptorok.