Мембранный потенциал клетки, потенциал действия, ионные механизмы возникновения. (Лекция 3)

Август 9, 2022

Главная
Биология
Мембранный потенциал клетки, потенциал действия, ионные механизмы возникновения. (Лекция 3)

Содержание

2. Лекция № 3 Мембранный потенциал, потенциал действия, ионные механизмы возникновения
3. Разность электрических потенциалов на мембране клетки, возникающая в покое Мембранный потенциал покоя
4. Регистрация мембранного потенциала покоя Внутриклеточная микроэлектродная регистрация Величина МПП в возбудимых клетках – от -60 до
5. Факторы, обеспечивающие возникновение МП 1. Неодинаковая концентрация потенциалобразующих ионов внутри и вне клетки 2. Неодинаковая проницаемость
6. В покое снаружи мембраны преобладают положительные заряды, а внутри – отрицательные. Такое разделение зарядов сохраняется благодаря
7. Разделение зарядов относительно клеточной мембраны при формировании мембранного потенциала покоя связано с движением ионов по концентрационному
8. Формирование мембранного потенциала покоя В покое мембрана имеет наиболее значительную проницаемость для ионов калия А Б
10. Мембранный потенциал покоя в нервных клетках Каналы покоя мембраны нервных клеток проницаемы для ионов Na и
12. Расчет мембранного потенциала с учетом калиевой, натриевой и хлорной проводимостей V – мембранный потенциал g –
13. Вклад натрий-калиевого насоса в формирование мембранного потенциала Увеличивает МПП на 11 мВ
14. потенциал действия Быстрое колебание мембранного потенциала клетки, в ответ на раздражение, сопровождающееся изменением знака заряда на
15. Потенциал действия Фаза деполяризации Фаза реполяризации Раздражающий импульс
16. Потенциал действия зависит от внеклеточного Na
17. Блокирование потенциал-управляемых натриевых каналов нарушает генерацию потенциала действия Тетродотоксин – специфический блокатор натриевых каналов
18. Блокирование потенциал-управляемых калиевых каналов резко затягивает потенциал действия Тетраэтиламмоний – специфический блокатор калиевых каналов
19. Метод фиксации потенциала Основан на измерении трансмембранного тока при фиксированном на нужном уровне потенциале (Коул, Ходжкин
20. Фармакологическое разделение ионных токов контроль Калиевый ток Натриевый ток Выводы Входящий ток переносится ионами натрия, а
21. Временной ход ионных токов во время потенциала действия
22. Связь работы ионных каналов с фазами потенциала действия Раздражение Деполяризация (уменьшение мембранного потенциала) Быстрая активация натриевых
23. Почему возникает овершут (смена знака потенциала на мембране ) во время потенциала действия?
24. Свойства потенциала действия Вызывается сверхпороговым раздражением Амплитуда не зависит от силы раздражения Распространяется по всей мембране
25. Рефрактерность - снижение способности клетки отвечать на раздражение в результате временной инактивации натриевых каналов Абсолютная рефрактерность
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Лекция № 3
Мембранный потенциал, потенциал действия, ионные механизмы возникновения

Слайд 3

Разность электрических потенциалов на мембране клетки, возникающая в покое
Мембранный потенциал

покоя

Слайд 4

Регистрация мембранного потенциала покоя
Внутриклеточная микроэлектродная регистрация
Величина МПП в возбудимых

клетках –
от -60 до -90мВ

0
-30
-60

Введение электрода

Мембранный потенциал покоя

Время

Слайд 5

Факторы, обеспечивающие возникновение МП
1. Неодинаковая концентрация потенциалобразующих ионов внутри и вне

клетки
2. Неодинаковая проницаемость клеточной мембраны для различных ионов
3. Электрогенный вклад Na+/K+ насоса

Слайд 6

В покое снаружи мембраны преобладают положительные заряды, а внутри – отрицательные.

Такое разделение зарядов сохраняется благодаря тому, что билипидный слой мембраны препятствует диффузии ионов. Разделение зарядов приводит к возникновению разности электрических потенциалов или напряжению на мембране. Мембранный потенциал покоя (МПП) можно определить как
Vm = Vin – Vout.,
где Vin - потенциал внутри клетки, Vout - - снаружи. Поскольку потенциал снаружи клетки можно принять за ноль, то МПП равен Vin.

Юлиус Бернштейн (1839-1917)
Мембранно-ионная теория МПП

Мембранный потенциал покоя является
результатом разделения зарядов относительно клеточной мембраны

Слайд 7

Разделение зарядов относительно клеточной мембраны при формировании мембранного потенциала покоя связано

с движением ионов по концентрационному градиенту через каналы, открытые в покое. Генерация мембранного потенциала покоя - пассивный процесс, который не требует затраты энергии. Однако энергия необходима для установления первоначального концентрационного градиента, а также для его поддержания в процессе активности клетки.

Слайд 8

Формирование мембранного потенциала покоя
В покое мембрана имеет наиболее значительную проницаемость для

ионов калия

Слайд 9

Слайд 10

Мембранный потенциал покоя в нервных клетках
Каналы покоя мембраны нервных
клеток проницаемы

для ионов Na и К
В этом случае МПП не равен Ек и не равен Е Na. Величина МПП будет зависеть от соотношения калиевой и натриевой проницаемости
Поскольку натриевая проницаемость составляет 1/25 от калиевой, то МПП будет на 5-10мВ меньше Ек.

цитоплазма

Слайд 11

Слайд 12

Расчет мембранного потенциала с учетом калиевой, натриевой и хлорной проводимостей
V – мембранный

потенциал
g – проводимость мембраны для иона (сумма проводимостей всех открытых каналов)
Е – равновесный потенциал для иона

Уравнение Гольдмана – Ходжкина - Катца

IK = gK(V - EK)
INa = gNa(V - ENa)
ICl = gCl(V - ECl)
V = (gK EK + gNa ENa +gCl ECl)/ (gK + gNa +gCl)

Слайд 13

Вклад натрий-калиевого насоса в формирование мембранного потенциала
Увеличивает МПП
на 11 мВ

Слайд 14

потенциал действия
Быстрое колебание мембранного потенциала клетки, в ответ на раздражение,

сопровождающееся изменением знака заряда на мембране, возникающее в результате открытия потенциал-управляемых ионных каналов и появления трансмембранных ионных токов

Слайд 15

Потенциал действия
Фаза
деполяризации
Фаза
реполяризации
Раздражающий
импульс

Слайд 16

Потенциал действия зависит от внеклеточного Na

Слайд 17

Блокирование потенциал-управляемых натриевых каналов нарушает генерацию потенциала действия
Тетродотоксин – специфический блокатор

натриевых каналов

Слайд 18

Блокирование потенциал-управляемых калиевых каналов резко затягивает потенциал действия
Тетраэтиламмоний – специфический блокатор

калиевых каналов

Слайд 19

Метод фиксации потенциала
Основан на измерении трансмембранного тока при фиксированном на нужном

уровне потенциале
(Коул, Ходжкин и Хаксли)

Гигантский аксон
кальмара
(диаметр волокна
около 1 мм)

Регистрация
тока

Подача
потенциала

Поддержание
потенциала

Слайд 20

Фармакологическое разделение ионных токов
контроль
Калиевый ток
Натриевый ток
Выводы
Входящий ток переносится ионами натрия, а

выходящий – ионами калия.
Натриевый ток развивается быстро, а калиевый – медленно.
Натриевый ток быстро уменьшается (инактивация), а калиевый - нет

Слайд 21

Временной ход ионных токов во время потенциала действия

Слайд 22

Связь работы ионных каналов с фазами потенциала действия
Раздражение
Деполяризация (уменьшение мембранного потенциала)

Быстрая активация
натриевых каналов

Инактивация
натриевых каналов

Медленная активация
калиевых каналов

Реполяризация (увеличение мембранного потенциала)

Закрытие калиевых каналов

Вход ионов натрия

Выход ионов калия

Слайд 23

Почему возникает овершут (смена знака потенциала на мембране ) во время

потенциала действия?

Слайд 24

Свойства потенциала действия
Вызывается сверхпороговым раздражением
Амплитуда не зависит от силы раздражения
Распространяется по

всей мембране не затухая
Связан с увеличением ионной проницаемости мембраны (открытием ионных каналов)
Не суммируется

Слайд 25

Рефрактерность -
снижение способности клетки отвечать на раздражение в результате временной

инактивации натриевых каналов

Абсолютная
рефрактерность

Относительная
рефрактерность

Абсолютная рефрактерность
Генерация ПД невозможна
Вызвана инактивацией
большинства Na каналов
Относительная рефрактерность
Генерация ПД возможна при
увеличении интенсивности
раздражителя
Связана с тем, что некоторая
часть Na каналов все еще
инактивированы

Мембранный потенциал клетки, потенциал действия, ионные механизмы возникновения. (Лекция 3)

Содержание

Лекция № 3Мембранный потенциал, потенциал действия, ионные механизмы возникновения

Разность электрических потенциалов на мембране клетки, возникающая в покое Мембранный потенциал

Регистрация мембранного потенциала покоя Внутриклеточная микроэлектродная регистрация Величина МПП в возбудимых

Факторы, обеспечивающие возникновение МП1. Неодинаковая концентрация потенциалобразующих ионов внутри и вне

В покое снаружи мембраны преобладают положительные заряды, а внутри – отрицательные.

Разделение зарядов относительно клеточной мембраны при формировании мембранного потенциала покоя связано

Формирование мембранного потенциала покояВ покое мембрана имеет наиболее значительную проницаемость для

Мембранный потенциал покоя в нервных клеткахКаналы покоя мембраны нервных клеток проницаемы

Расчет мембранного потенциала с учетом калиевой, натриевой и хлорной проводимостейV – мембранный

Вклад натрий-калиевого насоса в формирование мембранного потенциалаУвеличивает МПП на 11 мВ

потенциал действия Быстрое колебание мембранного потенциала клетки, в ответ на раздражение,

Потенциал действия Фаза деполяризацииФаза реполяризацииРаздражающийимпульс