Membrán akciós potenciál
Home | Rólunk | visszacsatolás
A. PD jellemzőit. PD - elektromos eljárás schiysya-kifejezni gyors ingadozása membrán potenciál miatt a pe-remescheniya ionok a sejtbe, és a T-sejt és képes terjesztése Xia csillapítás nélkül (nincs Decrement). Ez biztosítja átviteli Signa-halászati idegsejtek közötti és a között idegi központok a munkavégző szervek az izmokban - folyamat elektromechanikus csatolás (. 3.3 ábra a).
A mennyiség PD neuron tartományok 80-110 mV hossza Áramlási sebesség PD csúcs idegrostok 0,5-1 ms. Az amplitúdó-PD nem függ az erő irritáció, mindig maximálisan egy adott cella meghatározott feltételek mellett: PD engedelmeskedik „mindent vagy semmit”, de nem tartozik a törvény erőviszonyok a törvény hatályba. PD, vagy nincs ott egy cella irritáció, ha kicsi, akkor a maximális érték, vagy ha irritációt egy küszöböt, vagy küszöb feletti. Meg kell jegyezni, hogy a gyenge (küszöb alatti) irritációt okozhat a helyi potenciál. Engedelmeskedik a törvény hatályba: növekvő ereje az inger, az értéke növekszik (lásd 3.6.). Részeként PD, három szakaszból áll: 1. fázis - depolarizáció, azaz, eltűnése sejt díj - csökkentési poten-tial membrán nullára; 2. fázis - inverziós töltés a sejt változást ob Fordítva, amikor a belső oldalán a sejtmembrán pozitív töltésű és a külső - negatív (lat tuegzyu - A seb-rachivanie.); 3. fázis - repolarizáció, helyreállítására az eredeti sejtek számát, amikor a belső felület a sejtmembrán ismét negatív töltésű, és a külső - pozitív.
B. A mechanizmus a PD. Ha a hatás a stimulus a sejtmembránon előfordulásához vezet a PD, majd PD fejlesztési folyamat maga indukálja fázisváltásokra Prony-permittivitás sejtmembrán, amely lehetővé teszi a gyors mozgást az ion-Na + a sejtbe, és a K + ionok - a sejtből. Az érték a membránpotenciál, ahol az első lecsökken, majd újra helyreáll az eredeti szintre. Az oszcilloszkóp képernyőjén membránpotenciál észlelt változásokat tűnnek vie de feszültség csúcsa - PD. Ez abból ered, a felhalmozási-képviselt és támogatott iongradiensváltozások szivattyúk con központosítás ionok belül és a sejten kívül, azaz miatt potenciális energia formájában különböző elektrokémiai ion színátmenetek. Ec-I blokkolják a folyamat a villamosenergia-termelés, majd PD lesz egy ideig fordul elő, de eltűnése után a gradiens-nek ion koncentráció (megszüntetése potenciális energia) a sejt nem generál PD. Tekintsük a PD fázisban.
Ábra. 3.3. Az ábra bemutatja a gerjesztési folyamat. és - az akciós potenciál, fázisában: 1 - depolarizáció 2 - inverziós (túllövés), 3 - repolarizáció, 4 - hiperpolarizáció; b - nátrium-kapuk; (B-1 - sejtek nyugalmi helyzetben); in - kálium-kapuk (1 - sejtek nyugalmi helyzetben). Plus jelek (+) és mínusz (-) - töltés jelek belül és kívül sejtek különböző fázisában PD. (.. Lásd magyarázat a szövegben) Sok különböző nevek PD fázisok (konszenzus nem alakult ki): 1) Me-stnoe gerjesztés - csúcs PD - nyomokban potenciálok; 2) fázisban a növekedés - csökkenő fázisában -sledovye potenciálok; 3) depolarizáció - túllövés (átfedés, feleslegben, komló), és ez a fázis viszont két részre osztjuk: a növekvő (inverzió lat shuegyayu - bukdácsoló) n lefelé (reverziós egy páncél geuegzyu - visszatérés) - repolya- .. rnzapiya. Vannak más nevek.
Megjegyzés egy ellentmondás: a „repolarizáció” és „fordított” értelemben, hanem azonos - Visszatér az előző-niju tartalmazó, de ezek különböző állapotokat: az egyik esetben a díj eltűnik (visszatérés) egy másik -restores (repolyarshatsiya). A legtöbb helyes név ts PD fázis, amely meghatározza az általános elképzelés, mint a változó a sejtek díjat. Ebben a tekintetben helyesen van-, hogy az alábbi neveket PD fázisban. ) Fázis depolarizáció - olyan folyamat sejt díj eltűnése nullára; 2) A fázisinverzió - cellaváltás az ellentétes töltésű. .. Azaz az egész időszak AP amikor a pozitív töltés a sejten belül, és a külső - a negatív jellegét; 3) repolyarpzatsin fázisú - A sejteket tölteni helyreállítási a kezdeti értékre (visszatérés maradék potenciál).
1. Fázis depolarizáció (lásd. Ábra. 3.3, a, 1). Az akció a depó lyarizuyuschego inger a cella (mediátor, elektromos áram) első csökkenése membrán potenciál (depolarizáció részleges) megváltoztatása nélkül a membrán permeabilitása ionok. Amikor depolarizáció eléri a körülbelül 50% a küszöbérték (küszöb-potenciál), növeli a permeabilitása a membrán Ca + ion. és az első mo-ment viszonylag lassú. Természetesen az ionok bemeneti fordulatszám Ka * a sejtben ugyanakkor alacsony. Ebben az időszakban, mint során a teljes szakaszában a depolarizáció, a hajtóerő, hogy biztosítsa vayuschey-Na + ion behatolását a sejtbe, a koncentráció és elektromos gradiensek. Emlékezzünk, hogy a sejt belsejében negatív-hajnal (ellentétben a töltések vonzzák egymást), és a nátrium-ion koncentrációját a sejtekben 10-12-szor fájdalom-ő, mint a sejt belsejében. Amikor izgatott neuron növeli a permeabilitást a membránnal és a ion Ca +, de a jelenlegi a sejtben sokkal kisebb, mint a Na + ionok. Feltétel bemeneti Chiva Secu-ion Na + a sejtbe, és az azt követő ionhozam K + ki a sejt, az, hogy növelje a sejtmembrán átjárhatóságát, ami által meghatározott állapotát a kapu-fur-nism ionos Na- és K-csatornák. Töltött idő elektromosan csatorna nyitott állapotban valószínűleg stnye és értékétől függ a membrán potenciál la. A teljes ionáram bármikor száma határozza meg a nyitott csatornák a sejtmembrán. ^ -csatorna kapumechanizmusa külső oldalán található az egy sejt membrán-HN (Na + mozog a sejtbe), a kapumechanizmusa K-csatornák -on belül (K + a sejt kifelé mozog).
Aktiválása Na- és K-csatornák (ajtónyitás) biztosítja csökkenése membránpotenciál depolarizációját Amikor a sejtek elér egy kritikus értéket (EKP kritikus uro-Wen depolarizáció -. FPR), amely általában -50 mV (más értékek is lehetségesek), a membrán permeabilitás na + ionok drámaian növekszik - nyit számos on-tentsialzavisimyh kapu na-csatornák és a na + ionok lavina száj-remlyayutsya egy ketrecben. Ennek eredményeként a intenzív jelenlegi ionok Na + a sejt depolarizációját eljárás továbbá áthalad egy nagyon kalapács. Fejlesztése depolarizációját a sejtmembrán, kötődik akkor egy további növekedése annak permeabilitását, és a természetes-venno, ingerületvezetési ionok Na + - nyissa ki az összes új és új T-sejtek aktiválódásában kapu Na-csatornák, amely egy aktuális Na * ionokat a sejtbe jellegét regeneráló folyamat. Ennek eredményeként, PP eltűnik, ez lesz nulla. Depolarizáció fázis fölött.
2. fázis inverzió. Eltűnése után a Na + PP behatolását a sejtbe pro-terjed (m - kapu Na-csatornák még nyitott - H-2), úgy, hogy a számos pozitív ionok a sejtben meghaladja a több negatív, a töltés a sejten belül válik pozitív, az alvás-Ruzhi - negatív. Folyamat újratöltési membrán-képviseletet kíván létrehozni egy fázis 2 PD - fázisinverziós (lásd a 3.3 ábrát,., 2.). Most elektromos gradiens gátolja Na + behatolását a sejtbe (pozitív töltések taszítják egymást), Provo-Gence Na * csökken. Mindazonáltal, egy ideig (milliszekundum) Na + ionok továbbra is be a sejtbe, ezt igazolja az a folyamatos növekedése PD. Ez azt jelenti, hogy a koncentráció-gradiens, amely lehetővé teszi a mozgás a Na + ionok a sejtbe, erősebb elektromos, prep-stvuyuschego belépési Na + ionok a sejtbe. A membránt a depolarizáció növeli annak permeabilitását, és Ca 2+ ionok. ők is mennek a sejtbe, de az idegsejtek szerepét Ca 2+ ionok a fejlesztés PD kicsi. Így az egész emelkedő része egy csúcs PD van kialakítva a fő bejárata Na + ionok a sejtbe.
Miután mintegy 0,5-1 ms után az elején a depolarizáció PD növekedés megáll miatt záró kapu Ka-csatorna (L-3) és a kapu megnyitása K-csatorna (2), azaz a növeli a permeabilitást K + ionok. Mivel a K + ionok túlnyomórészt a sejten belül, ezek szerint a koncentráció gradiens, könnyen sejtek, ahol a sejt csökkenti a száma pozitív töltésű ionok. sejt díj kezd visszatérni az eredeti szintre. A fázisinverziós kimeneti UQ * K új sejtek is elősegíti az elektromos gradiens. K + ionok tolta a pozitív töltés a sejtek iprityagivayutsya negatív töltés a sejten kívül. Ez addig folytatódik, amíg a teljes eltűnését a pozitív töltés a sejten belül - vége előtt fázisinverziós (lásd a 3.3 ábrát és - .. punk thebroken-line), a következő fázis akkor kezdődik, amikor PD - repolarizációs fázis. Kálium kilép a sejt nem csak irányított, direkt csatornák, a kapuk nyitva vannak, hanem ellenőrzés nélkül csatornákat.
Az amplitúdó TD áll PP értékek (nyugalmi membránpotenciál a sejtek), és a nagysága a fázisinverzió - szem-lo 20 mV. Ha a membrán potenciálját a sejtek nyugalmi kicsi, az amplitúdó a AP ezen cella kicsi lesz.
3. fázis repolarizáció. Ebben a fázisban a sejtmembrán átjárhatóságát, hogy k + ion még mindig magas, a K + ionok továbbra is gyorsan ki a sejt koncentrációja szerint ° entu. A ketrec belül újra negatív töltés és lövedék Ms - pozitív (lásd a 3.3 ábrát és a 3. ..), és így megakadályozza a kimeneti elektromos gradiens K + ki a sejt, amely csökkenti a vezetőképességét, bár továbbra menni. Ez azért van, mert a hatást a koncentráció-gradiens van kifejezve ZNA-lépések jelentősen erősebb elektromos gradiens. Így az egész leszálló része a csúcs megjelenése PD K + ion a sejtből. Gyakran előfordul, hogy a végén a PD megfigyelt lassuló repolarizáció, amely azzal magyarázható, csökkent a sejtmembrán átjárhatóságát az ionok a K + és lassítását kimenetet a sejt zárása miatt a kapuk a K-csatornák. A másik ok, a jelenlegi lassulása K + ionok növekedésével jár együtt a pozitív-TION kapacitás és a külső felülete a sejt-em képező, egymással ellentétes irányú elektromos gradiens.
A legfontosabb szerepe a előfordulása PD játszik Na * ionokat belépő sejt növelésével a sejtmembrán átjárhatóságát, és biztosítja az összes emelkedő PD csúcs. Amikor cseréli a Na + ionnal olyan közegben másik ion, például kolin, vagy ha a Na-csatorna blokkoló tetrodotoxin, PD az idegsejt nem merül fel. Azonban, a membrán permeabilitás K + ion ugyanaz fontos szerepet játszik. Ha a növekedés a permeabilitás K + ionok megakadályozzák tetraetil, depolarizáció után repolyarizuetsya sokkal lassabban csak a lassú ellenőrizetlen csatornák (ion szivárgási útvonalak), amelyen keresztül a K + jön ki a ketrec.
A szerepe Ca 2+ nem szignifikáns a előfordulása PD idegsejtekben, bizonyos neuronok elengedhetetlen, például a dendritek a Purkinje-sejtek a kisagy.
B. nyomok jelenségek során sejt gerjesztés. Ezek a jelenségek-CIÓ kifejezett hiperpolarizációját vagy depolarizációját a sejt után a részleges visszatérés a kiindulási membránpotenciál-sósav nagyságát (ábra. 3.4).
A sejt hiperpolarizációját membrán általában NE-kívánja beállítani a hatás még folytatjuk emelkedett híd permeábilis sejtmembrán K +. A kapu a csatorna még nem teljesen zárt, így a K + továbbra is jön ki az állvány-nek megfelelően a koncentráció-gradiens, ami a sejtmembrán hiper polarizáció. Fokozatosan, a permeabilitás a sejtmembrán visszatér az eredeti (nátrium- és Ka-Lieve kapukat reset), és a membrán-TION potenciál azonos lesz, mint korábban volt izgatott Denia sejtek. A ionszivattyú után azonnal fázisa akciós potenciálok la nem felelnek meg, az ionok mozognak nagy sebességgel koncentrációja szerint, részben elektromos ég színátmenetek.
A nyomkövetési depolarizáció is jellemző az idegsejtek. Me-mechanizmusa még nem vizsgálták. Talán ez annak köszönhető, hogy szétnyitható kovremennym növekedés sejtmembrán átjárhatóságát a Ca * és a bemeneti, hogy a sejtbe szerinti koncentrációja és elektromos gradiensek.
Ábra. 3.4. PD két cellát. és - retardáló repolarizációs fázis; b - nyoma hatásai: 1 - hiperpolarizációt; 2 - A kizárási depolarizáció 3.5. Vizsgálata ion áram. STOCK ionok sejtekbe miatt PD ciklikus folyamat № + behatolását a sejtbe (a felszálló ágán a csúcs) és az azt követő felszabadulása K + a sejt (a csökkenő rész PD), amely viszont az eredmény a aktivációja és inaktivációja Na- és K-csatornák.
A legtöbb rastprostranenny módszer tanulmányozása ioncsatorna funkciók - voltage clamp módszerrel (voltage-clamp). Mem brán potenciál alkalmazásával elektromos feszültség változás-zheniya és rögzített egy bizonyos szinten, majd fokozatos depolarizálá a sejtmembránon, ami a-zárások ioncsatornák és ionáram előfordulása, Koto-nek is depolarizálódását a sejt. Amikor ezen elektron vezetjük, egy szigetelő áram azonos nagyságrendű, de ellenkező előjellel a ionáramot, a különbség a transzmembrán potenciálokat úgy tial nem változik. Ez lehetővé teszi, hogy tanulmányozza a nagysága az ionos áram a membránon keresztül. A használata a különböző ion blokkolók kormányzati csatornát biztosít egy további lehetőséget, hogy további tulajdonságainak tanulmányozására a csatorna.
A kvantitatív összefüggés van a a ion-áramok révén egyes csatornáknál az álló ketrecbe és alatt PD és kinetika kiderült módszerével helyi Fik-dély potenciál (patch-clamp). Betápláljuk a membrán mikro-elektród - egy tapadókorong (benne vákuum), és ha kiderül, csatorna megvizsgálja che ionáram vág ez ezen az oldalon. A többi az eljárás hasonló az előzőhöz. Ebben az esetben, az adott csatorna blokkolók. A részek-Ness, alkalmazva a membrán depolarizációja fix kötések azt találtuk, hogy a Ka-csatornák meghosszabbíthatja és K + ion. de a jelenlegi 10-12-szer kisebb, és a K csatornák meghosszabbíthatja Na + ion. a jelenlegi 100-szor kisebb, mint a jelenlegi K + ionok.
Margin ionok a sejtben, amely a megjelenése excitaton-reprezentációja (PD) óriási. Koncentrációgradienseket ionok eredményeként egy ciklus gerjesztés gyakorlatilag nem változik, vannak. A sejt lehet gerjeszteni, hogy 5 x 10 5 alkalommal újratöltés nélkül, azaz a munka nélkül Vi / K-pumpa. Az impulzusok számát, amelyeket keletkezett és RUET vezetőképes idegrost függ annak vastagsága, amely meghatározza az ellátási ionok. Minél vastagabb a idegrost, minél nagyobb mértékű az ionok, a több impulzust tud generálni (a néhány száz, hogy egy millió) anélkül, hogy a Na / K-szivattyú. Azonban, a finom szálak az előfordulása egy PDP fogyaszt mintegy 1% a koncentráció-gradiens a Na + ionok és K +. Ha letiltja az energiatermelés a sejt továbbra is többször izgatott. A valóságban, a Na / K-szivattyú folyamatosan szállítja ionok Na + ki a sejt, és a K + ionok helyezése-forog a sejtbe, ezáltal megtartva a koncentráció-szigetelő gradienssel Na + és K + miatt az energia közvetlen áramlás, amelynek forrása az ATP. Van bizonyíték arra, hogy megnövekedett intracelluláris Na + koncentráció növekedése kísérte az intenzitás-munka Na / K-szivattyú. Ez lehet az oka kizárólag az a tény, hogy a fuvarozó elérhetővé válik számának növelése újonnan io intracelluláris Na +.