Меню

Фазовые изменения возбудимости в нервах и мышцах

Изменения возбудимости скелетной мышцы во время одиночного цикла возбуждения.

Изменение возбудимости протекает по фазам, которые зависят от фаз потенциала действия

1. Фаза первичной экзальтации:Возникает в начале возбуждения, когда мембранный потенциал изменяется до критического уровня.Соответствует латентному периоду потенциала действия (периоду медленной деполяризации). Характеризуется незначительным повышением возбудимости

2. Фаза абсолютной рефрактерности: Совпадает с восходящей частью пикового потенциала, когда мембранный потенциал изменяется от критического уровня до «спайка». Соответствует периоду быстрой деполяризации. Характеризуется полной невозбудимостью мембраны (даже самый большой по силе раздражитель не вызывает возбуждение)

3. Фаза относительной рефрактерности:Совпадает с нисходящей частью пикового потенциала, когда мембранный потенциал изменяется от «спайка» к критическому уровню, оставаясь выше него. Соответствует периоду быстрой реполяризации. характеризуется пониженной возбудимостью (возбудимость постепенно увеличивается, но остается ниже, чем в состоянии покоя).В этот период может возникнуть новое возбуждение, но сила раздражителя должна превыышать пороговую величину

4. Фаза вторичной экзальтации (супернормальной возбудимости):Возникает в конце возбуждения, когда мембранный потенциал, минуя критический уровень, изменяется до величины потенциала покоя. Соответствует периоду следовой деполяризации. Характеризуется повышенной возбудимостью (мембрана может ответить новым возбуждением даже на действие подпорогового раздражителя)

5. Фаза субнормальной возбудимости:Возникает в конце возбуждения, когда изменение мембранного потенциала происходит ниже уровня потенциала покоя. Соответствует периоду следовой гиперполяризации. характеризуется пониженной возбудимостью

Источник

Фазы изменения возбудимости при возбуждении.

Лекция 9

Тема: «Общая физиология возбудимых тканей»

Раздражимость и возбудимость.

Живые организмы и все их клетки обладают способностью отвечать на любые воздействия среды изменением своей структуры или функции, т.е. они обладают раздражимостью. При этом ответная реакция тканей носит местный характер (образование костной мозоли в месте перелома), не распространяется и

имеет приспособительное значение. Клетки нервной, мышечной и железистой тканей приспособлены к осуществлению быстрых реакций на раздражение и их относят к возбудимым тканям. Возбудимость – это способность клеточной мембраны отвечать на действие раздражителя изменением проницаемости и генерацией биопотенциалов, т.е. возбуждения. Возбуждение способно распространяться далеко от места возникновения и проявляется в форме сокращения (в мышцах) или секреции (в железе).

2.Классификация раздражителей.Раздражителем может быть любое изменение внешней среды или внутреннего состояния организма. Раздражителей много и они делятся на следующие виды:

2)по биологическому значению – положительные и отрицательные

3)по физиологическому значению –адекватные и неадекватные

Читайте также:  Занятия для отдельных групп мышц

4)по силе – пороговые, подпороговые и сверхпороговые.

Параметры возбудимости.

Различают следующие параметры возбудимости: параметры силы, времени, скорости развития возбуждения, биопотенциалы.

1.Сила раздражителя определяется пороговой величиной. Порог – это минимальная сила раздражителя, способная вызвать возбуждение. Минимальная сила электрического тока, способная вызвать возбуждение, называется реобазой.

2.Время действия раздражителязависит отего силы: чем больше сила, тем меньще времени необходимо для развития возбуждения. Различают 2 параметра времени: 1. полезное время действия раздражителя – это наименьшее время, в течение которого раздражитель пороговой силы вызывает возбуждение. 2. хронаксия– наименьшее время, в течение которого раздражитель, равный удвоенной реобазе, вызывает возбуждение. Между параметрами силы-времени существует обратная зависимость, которую в виде кривой вывели Гооверг, Вейс и Лапик. Это важно знать врачам при диагностике степени повреждения нервного волокна, которую находят с помощью прибора – хронаксиметра. При нарушении проводимости нерва показатель хронаксии увеличивается. 3.Параметр скорости – лабильность. Это наибольшая или наименьшая скорость генерации импульсов в возбудимой ткани за единицу времени. Лабильность измеряется в количествах импульсов, возникающих за 1 секунду. 4.Биопотенциалы— являются обязательным признаком возбуждения. Различают несколько видов возбуждения: локальный ответ, мембранный потенциал, потенциал действия, следовые потенциалы.

В настоящее время известно, что в первом опыте Гальвани открыл потенциал действия, а во втором – потенциал покоя. Более точное изучение механизмов возникновения биопотенциалов в возбудимых тканях стало возможным с появлением электроизмерительной и микроэлектродной техники.

5.Потенциал покоя. Его называют также мембранным потенциалом, так как он возникает между наружной поверхностью мембраны и ее цитоплазмой в состоянии покоя (вне действия раздражителей). Снаружи мембрана имеет положительный заряд, а цитоплазма – отрицательный. Разность потенциалов равна 60-90 мв. Она обусловлена неодинаковой концентрацией ионов калия, натрия и хлора внутри и вне клетки, которая возникает за счет неодинаковой проницаемости мембраны для этих ионов. Ионная асимметрия на мембране сохраняется благодаря работе натрий-калиевого насоса, который подробно изучили нобелевские лауреаты – Ходжкин и Хаксли. Ученые доказали, что перемещение ионов против градиента концентрации происходит с затратой энергии АТФ, которую дают ферменты – натрий и калий-АТФ-азы. Благодаря работе насосов мембрана возбудимой клетки в состоянии покоя поляризована: ионы калия активно нагнетаются внутрь клетки (их становится в 30-50 раз больше внутри), а ионы натрия выводятся наружу (их становится в 8-10 раз больше, чем внутри клетки). Потенциал покоя считают калиевым потенциалом, так как разность концентрации именно этого иона вызывает состояние поляризации мембраны.

Читайте также:  Как накачать мышцы над коленками

Потенциал действия, фазы.

Возникает в результате действия раздражителя пороговой и сверхпороговой величины. Потенциал действия – это сдвиг мембранного потенциала, который имеет 2 фазы – деполяризации и реполяризации. Деполяризация (перезарядка мембраны) возникает потому, что при действии раздражителя повышается проницаемость мембраны для ионов натрия, и он начинает поступать в клетку, а из-за избытка ионов калия внутри клетки, калий выходит наружу. При этом поток ионов натрия внутрь клетки в 20 раз превышает движение ионов калия из клетки. На кривой ПД видна восходящая часть. Наружная поверхность мембраны становится заряженной электроотрицательно по отношению к цитоплазме клетки. На пике кривой натриевые каналы быстро закрываются, и поток натрия в клетку прекращается. Этот процесс называется натриевая инактивация. Одновременно увеличивается проницаемость мембраны для калия – фаза реполяризации. Происходит возврат заряда мембраны в исходное состояние – на кривой ПД видна нисходящая фаза. Далее на кривой ПД можно увидеть следовые потенциалы – следовую деполяризацию и следовую гиперполяризацию. Они связаны с восстановительными процессами после окончания возбуждения.

Фазы изменения возбудимости при возбуждении.

Источник

Изменения возбудимости при возбуждении

При развитии потенциала действия происходят фазные изменения возбудимости ткани (рис. 2). Состоянию исходной поляризации мембраны (мембранный потенциал покоя) соответствует нормальный уровень возбудимости. В период предспайка возбудимость ткани повышена. Эта фаза возбудимости получила название повышенной возбудимости (первичной экзальтации). В это время мембранный потенциал приближается к критическому уровню деполяризации, поэтому дополнительный стимул, даже если он меньше порогового, может довести мембрану до критиче­ского уровня деполяризации. В период развития спайка (пиково­го потенциала) идет лавинообразное поступление ионов натрия внутрь клетки, в результате чего происходит перезарядка мемб­раны и она утрачивает способность отвечать возбуждением на раздражители даже сверхпороговой силы. Эта фаза возбудимос­ти получила название абсолютной рефрактерности (абсолютной невозбудимости). Она длится до конца перезарядки мембраны и возникает в связи с тем, что натриевые каналы инактивируются.

Рис.2. Соотношение одиночного цикла возбуждения (А) и фаз возбудимости (Б)

Для А: а — мембранный потенциал покоя; б — локальный ответ или ВПСП; в — восходящая фаза потенциала действия (деполяризация и ин­версия); г — нисходящая фаза потенциала действия (реполяризация); д — отрицательный следовой потенциал (следовая деполяризация); е — положительный следовой потенциал (следовая гиперполяризация)

Читайте также:  Скелетные мышцы под микроскопом длина

Для Б: а — исходный уровень возбудимости; б — фаза повышенной возбу­димости; в — фаза абсолютной рефрактерности; г — фаза относительной рефрактерности; g — фаза супернормальной возбудимости; е — фаза субнормальной возбудимости

После окончания фазы перезарядки мембраны возбудимость ее постепенно восстанавливается до исходного уровня — фаза относительной рефрактерности. Она продолжается до восстанов­ления заряда мембраны, достигая величины критического уровня деполяризации. Так как в этот период мембранный потенциал по­коя еще не восстановлен, то возбудимость ткани понижена и но­вое возбуждение может возникнуть только при действии сверхпорогового раздражителя.

Снижение возбудимости в фазу относительной рефрактер­ности связано с частичной инактивацией натриевых каналов и активацией калиевых. Периоду отрицательного следового потен­циала соответствует повышенный уровень возбудимости (фаза вторичной экзальтации). Так как мембранный потенциал в эту фазу ближе к критическому уровню деполяризации по сравне­нию с состоянием покоя (исходной поляризацией), то порог раз­дражения снижен и новое возбуждение может возникнуть при действии раздражителей подпороговой силы.

В период развития положительного следового потенциала возбудимость ткани понижена — фаза субнормальной возбуди­мости (вторичной рефрактерности). В эту фазу мембранный по­тенциал увеличивается (состояние гиперполяризации мембра­ны), удаляясь от критического уровня деполяризации, порог раз­дражения повышается и новое возбуждение может возникнуть только при действии раздражителей сверхпороговой величины. Рефрактерность мембраны является следствием того, что натри­евый канал состоит из собственно канала (транспортной части) и воротного механизма, который управляется электрическим по­лем мембраны. В канале предполагают наличие двух типов «во­рот» — быстрых активационных (т) и медленных инактивацион-ных (h). «Ворота» могут быть полностью открыты или закрыты, например, в натриевом канале в состоянии покоя «ворота» т за­крыты, а «ворота» h — открыты. При уменьшении заряда мемб­раны (деполяризации) в начальный момент «ворота» т и h откры­ты — канал способен проводить ионы. Через открытые каналы ионы движутся по концентрационному и электрохимическому градиенту. Затем инактивационные «ворота» закрываются, т.е. канал инактивируется. По мере восстановления МП инактиваци­онные «ворота» медленно открываются, а активационные быст­ро закрываются и канал возвращается в исходное состояние. Следовая гиперполяризация мембраны может возникать вслед­ствие трех причин: во-первых, продолжающимся выходом ионов калия; во-вторых, открытием каналов для хлора и поступлением этих ионов в клетку; в-третьих, усиленной работой натрий-калиевого насоса.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector