Возбудимые ткани

Содержание

Слайд 2

ВОЗБУДИМОСТЬ – это свойство клеток отвечать на действие раздражителя возбуждением (генерацией

ВОЗБУДИМОСТЬ – это свойство клеток отвечать на действие раздражителя возбуждением (генерацией

ПД – потенциала действия).
ВОЗБУЖДЕНИЕ – это ответная реакция возбудимой клетки на действие раздражителя.
Характерным проявлением возбуждения является потенциал действия (импульс, спайк)
Слайд 3

РАЗДРАЖИТЕЛИ – факторы внешней или внутренней среды, которые вызывают возбуждение клеток (или генерацию ПД)

РАЗДРАЖИТЕЛИ – факторы внешней или внутренней среды, которые вызывают возбуждение клеток

(или генерацию ПД)
Слайд 4

Раздражители: Химические Механические Электрические

Раздражители:

Химические
Механические
Электрические

Слайд 5

Раздражители: Адекватные, неадекватные. Пороговые, допороговые, сверхпороговые.

Раздражители:

Адекватные, неадекватные.
Пороговые, допороговые, сверхпороговые.

Слайд 6

МЕМБРАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ – разность потенциалов, которая существует между внутренней

МЕМБРАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ – разность потенциалов, которая существует между внутренней и

наружной поверхностью клеточной мембраны в покое.
ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ – быстрое колебание мембранного потенциала в ответ на действие раздражителя.
Слайд 7

ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ Клетка + микроэлектрод нулевой электрод УБП 0 -70 мВ Потенциал Покоя = -70 мВ

ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ


Клетка

+

микроэлектрод

нулевой
электрод

УБП

0
-70 мВ

Потенциал
Покоя = -70 мВ

Слайд 8

НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ПОКОЯ ИОННАЯ АСИММЕТРИЯ – разная концентрация

НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ПОКОЯ

ИОННАЯ АСИММЕТРИЯ –
разная концентрация ионов внутри клетки

и во внеклеточной среде
ПРОНИЦАЕМОСТЬ МЕМБРАНЫ В ПОКОЕ –
во много раз выше для ионов калия (чем для ионов натрия).
Слайд 9

ФОРМИРОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ПОКОЯ (МЕМБРАННО-ИОННАЯ ТЕОРИЯ) Диффузия ионов К+ через нерегулируемые ионные

ФОРМИРОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ПОКОЯ (МЕМБРАННО-ИОННАЯ ТЕОРИЯ)


Диффузия ионов К+ через нерегулируемые
ионные каналы создаёт разность потенциалов:
К+

заряжает наружную поверхность мембраны
положительно, внутриклеточные анионы заря-
жают внутреннюю поверхность отрицательно.

А К+

Слайд 10

КАЛИЙ-НАТРИЕВЫЙ НАСОС В покое постоянно происходит утечка ионов Na+ и К+

КАЛИЙ-НАТРИЕВЫЙ НАСОС


В покое постоянно
происходит утечка
ионов Na+ и К+ через
клеточную мембрану,
что могло

бы вызвать
снижение концентра-
ционных градиентов
(и ПП) до нуля.

Этого не происходит благодаря активному транс-
порту ионов. Специальные белковые молекулы с
затратами энергии АТФ переносят ионы К+ в
клетку, а ионы Na+ из клетки.
Функция К-Na-насоса – создавать и поддерживать
концентрационные градиенты ионов К и Na.

АТФ-
-аза

К+

Na+

НАСОС УТЕЧКА

Слайд 11

ВОЗМОЖНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦИАЛА Мембрана возбудимой клетки в покое поляризована («минус»

ВОЗМОЖНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦИАЛА

Мембрана возбудимой клетки в покое поляризована («минус» внутри

и «плюс» снаружи). ПП = -70 мВ.
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ – это уменьшение внутреннего отрицательного заряда (до 0).
ИНВЕРСИЯ – это изменение заряда клеточной мембраны на противоположный (перезарядка до +30 мВ).
Деполяризацию и инверсию вызывает вход катионов в клетку (Na+, Са2+).
ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ – это увеличение внутреннего отрицательного заряда (до -90 мВ или -100 мВ)
Гиперполяризацию вызывает выход катионов из клетки (К+) или вход анионов в клетку (Cl-)
Слайд 12

ГЕНЕРАЦИЯ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (ПД) Под действием раздражителя: Увеличение проница-емости клеточной мембраны

ГЕНЕРАЦИЯ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (ПД)

Под действием раздражителя:
Увеличение проница-емости клеточной мембраны для Na+

:
открытие потенциал-чувствительных натриевых каналов (быстрых).
Диффузия ионов Na+ в клетку
1. Деполяризация (до 0)
2. Инверсия (до +30 мВ)

0
-70

+30

2
1

Слайд 13

ГЕНЕРАЦИЯ ПД: цикл Ходжкина (Hodgkin, 1958) Раздражающий стимул Деполяризация мембраны Вход

ГЕНЕРАЦИЯ ПД: цикл Ходжкина (Hodgkin, 1958)

Раздражающий стимул

Деполяризация
мембраны

Вход натрия
в клетку

+ +

+

Открывание
Na - каналов

Положительная

обратная связь.
Лавинообразное нарастание натриевого тока.
Быстрая деполяризация и инверсия МП.
Слайд 14

ГЕНЕРАЦИЯ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (ПД) В результате инверсии Na-каналы инактивиру-ются и входящий

ГЕНЕРАЦИЯ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (ПД)

В результате инверсии Na-каналы инактивиру-ются и входящий Na-ток

прекращается.
Выходящий ток ионов К+ увеличивается за счёт открытия потенциал-чувствительных каналов для К+.
Диффузия ионов К+ из клетки
3. Реполяризация до -70
4. Гиперполяризация

3

4

Слайд 15

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД (после генерации ПД) Восстанавливается исходный потенциал покоя (реполяризация за

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД (после генерации ПД)

Восстанавливается исходный потенциал покоя (реполяризация за счёт

движения К+ через мембрану)
Восстанавливается исходное состояние ионных каналов (за счёт изменения напряжённости эл.поля)
Восстанавливается исходный градиент концентраций калия и натрия (за счёт усиленной работы ионных насосов).
Слайд 16

ПОТЕНЦИАЛ-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ НАТРИЕВЫЕ КАНАЛЫ активация Na+ инактивация Восстановление исходного состояния канала (за

ПОТЕНЦИАЛ-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ НАТРИЕВЫЕ КАНАЛЫ

активация Na+ инактивация

Восстановление исходного состояния
канала (за счёт реполяризации мембраны)

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ

вызывает (1) быструю активацию
натриевых каналов и (2) их медленную инактивацию
Слайд 17

ПОТЕНЦИАЛ-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ КАЛИЕВЫЕ КАНАЛЫ Медленная активация Медленное восстановление исходного состояния канала (за

ПОТЕНЦИАЛ-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ КАЛИЕВЫЕ КАНАЛЫ

Медленная активация

Медленное восстановление исходного состояния
канала (за счёт реполяризации мембраны)

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ вызывает

медленную активацию
калиевых каналов.
Инактивационный механизм отсутствует.
Слайд 18

Сенсор электрического поля воротной молекулы смещается при деполяризации и инверсии МП

Сенсор электрического поля воротной молекулы
смещается при деполяризации и инверсии МП

МОДЕЛЬ ИОННОГО

КАНАЛА (ПОТЕНЦИАЛ-ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО)

Интегральный белок -
- стенка канала

Воротный механизм:
открывание канала

Внеклеточная среда

Внутриклеточная среда

МЕМБРАНА

Слайд 19

Сначала деполяризация развивается сравнительно медленно: натрий входит в клетку – и

Сначала деполяризация развивается сравнительно медленно: натрий входит в клетку – и

вытесняет ионы калия из клетки (через нерегулируемые каналы).
Активированных Na-каналов становится всё больше – и начиная от некоторого критического уровня входящий ток (Na+) настолько пре-вышает выходящий ток (К+), что мембрана мгновенно перезаряжается. Таким образом, формируется ПД (спайк).
Энергии раздражителя должно быть достаточно, чтобы вызвать деполяризацию до критического уровня. Только тогда возникает ПД.
Если стимул слабый, деполяризация не доходит до критического уровня – ПД не возникает.

КРИТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ (КУД)

КУД
(ЕКР)

ПП
(Е0)

СТИМУЛ

Слайд 20

КРИТЕРИИ ВОЗБУДИМОСТИ ВОЗБУДИМОСТЬ – это способность клетки генерировать импульсы (ПД). Возбудимость

КРИТЕРИИ ВОЗБУДИМОСТИ

ВОЗБУДИМОСТЬ – это способность клетки генерировать импульсы (ПД).
Возбудимость нервной ткани

выше, чем возбудимость мышечной ткани.
Возбудимость одной и той же клетки может быть повышена, понижена и даже полностью отсутствовать.
Как оценить возбудимость?
Слайд 21

ЕКР = -50 мВ Е0 = -70 мВ V = Е0

ЕКР = -50 мВ
Е0 = -70 мВ

V = Е0 – Екр
Чем

больше пороговый потенциал, тем меньше возбудимость.

V – ПОРОГОВЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

Е0 = -80 мВ

20 мВ

30 мВ

Слайд 22

ПОРОГ СИЛЫ РАЗДРАЖЕНИЯ ПОРОГ СИЛЫ РАЗДРАЖЕНИЯ – это минимальная сила раздражителя,

ПОРОГ СИЛЫ РАЗДРАЖЕНИЯ

ПОРОГ СИЛЫ РАЗДРАЖЕНИЯ – это минимальная сила раздражителя, которая

способна вызвать возбуждение (ПД),
т.е. вызвать деполяризацию мембраны до критического уровня.
Раздражители могут быть пороговыми, допороговыми и сверхпороговыми.
Допороговые раздражители возбуждение не вызывают.
Чем больше порог силы раздражения, тем меньше возбудимость.
Слайд 23

ПОРОГ СИЛЫ РАЗДРАЖЕНИЯ ПД раздражающий стимул Пороговый раздражитель

ПОРОГ СИЛЫ РАЗДРАЖЕНИЯ

ПД

раздражающий
стимул

Пороговый
раздражитель

Слайд 24

ПОРОГ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ДЕЙСТВИЯ РАЗДРАЖИТЕЛЯ (ПОРОГ ВРЕМЕНИ) ПОРОГ ВРЕМЕНИ – минимальный промежуток

ПОРОГ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ДЕЙСТВИЯ РАЗДРАЖИТЕЛЯ (ПОРОГ ВРЕМЕНИ)

ПОРОГ ВРЕМЕНИ – минимальный промежуток времени, который

необходим для возбуждения клетки под действием раздражителя.

Ответная реакция
Раздражающий стимул

ПОРОГОВЫЙ СТИМУЛ

Чем больше порог времени,
тем меньше возбудимость

Слайд 25

КРИВАЯ «СИЛЫ – ВРЕМЕНИ» (Гоорвега-Вейса) 1. ЗАВИСИМОСТЬ ОБРАТНАЯ. 2. РЕОБАЗА -

КРИВАЯ «СИЛЫ – ВРЕМЕНИ» (Гоорвега-Вейса)

1. ЗАВИСИМОСТЬ ОБРАТНАЯ.
2. РЕОБАЗА - минимальная сила раздражителя

(постоянного тока), которая вызывает возбуждение.
ПОЛЕЗНОЕ ВРЕМЯ – время действия силы, равной одной реобазе.
3. ХРОНАКСИЯ – время действия силы, равной удвоенной реобазе.
Чем длиннее хронаксия, тем меньше возбудимость.
4. Токи УВЧ не вызывают возбуждение. Применяются в физиотерапии.

СИЛА (V)

ВРЕМЯ
(мсек)

2р
р

хр пв

Р – реобаза
2р – удвоенная
реобаза
пв – полезное время
хр – хронаксия

Слайд 26

АККОМОДАЦИЯ ВОЗБУДИМОЙ ТКАНИ ПД Раздражающий стимул Чем меньше скорость увеличения силы

АККОМОДАЦИЯ ВОЗБУДИМОЙ ТКАНИ

ПД

Раздражающий
стимул

Чем меньше скорость увеличения силы раздражителя,
тем меньше возбудимость клетки.
(Происходит

смещение критического уровня деполяризации,
увеличивается порог деполяризации (дельта-V)
Причина: инактивация натриевых каналов.

Екр

Слайд 27

ИЗМЕНЕНИЕ ВОЗБУДИМОСТИ ВО ВРЕМЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПП Исходная возбудимость 1 2 3

ИЗМЕНЕНИЕ ВОЗБУДИМОСТИ ВО ВРЕМЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ПП
Исходная
возбудимость

1 2 3 4 5
1 2 3 4

5

Каждой фазе потенциала действия
соответствует особое состояние
возбудимости

Слайд 28

КАЖДОЙ ФАЗЕ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ СООТВЕТСТВУЕТ ОСОБОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗБУДИМОСТИ ФАЗЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ (ПД):

КАЖДОЙ ФАЗЕ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ СООТВЕТСТВУЕТ ОСОБОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗБУДИМОСТИ

ФАЗЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ (ПД):

ФАЗЫ ИЗМЕНЕНИЯ
ВОЗБУДИМОСТИ:
1. Медленная деполяризация 1. Супернормальная
возбудимость
2. Быстрая деполяризация, 2. Абсолютная рефрактерность
инверсия
3. Реполяризация 3. Относительная рефрактерность
4. Следовая 4. Супернормальная
деполяризация возбудимость
5. Следовая 5. Субнормальная
гиперполяризация возбудимость
Слайд 29

СУПЕРНОРМАЛЬНАЯ ВОЗБУДИМОСТЬ Причиной повышенной возбудимости является частичная деполяризация клеточной мембраны, не

СУПЕРНОРМАЛЬНАЯ ВОЗБУДИМОСТЬ

Причиной повышенной возбудимости является частичная деполяризация клеточной мембраны, не доходящая

до критического уровня
Порог деполяризации (дельта-V) уменьшается
Клетка при повышенной возбудимости способна реагировать не только на пороговые и сверхпороговые, но даже на допороговые стимулы
Слайд 30

АБСОЛЮТНАЯ РЕФРАКТЕРНОСТЬ – полное отсутствие возбудимости Совпадает с фазой быстрой деполяризации

АБСОЛЮТНАЯ РЕФРАКТЕРНОСТЬ – полное отсутствие возбудимости

Совпадает с фазой быстрой деполяризации и

инверсии
Основной причиной невозбудимости является инактивация натриевых каналов
Инактивированные натриевые каналы не могут открываться даже под действием самых сильных раздражителей
Поэтому клетка во время возбуждения становится невозбудимой
Слайд 31

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ РЕФРАКТЕРНОСТЬ В процессе быстрой реполяризации возбуди-мость клетки восстанавливается от 0

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ РЕФРАКТЕРНОСТЬ

В процессе быстрой реполяризации возбуди-мость клетки восстанавливается от 0 до

исходного уровня, так как
всё больше натриевых каналов из состояния инактивации возвращается в исходное состояние (и может быть активировано вновь под действием дополнительного стимула)
Относительная рефрактерность – это частичная невозбудимость или состояние пониженной возбудимости
В это время клетка реагирует только на сверхпороговые раздражители
Слайд 32

СУБНОРМАЛЬНАЯ ВОЗБУДИМОСТЬ (следовая) Следовая гиперполяризация связана с повышенной проницаемостью клеточной мембраны

СУБНОРМАЛЬНАЯ ВОЗБУДИМОСТЬ (следовая)

Следовая гиперполяризация связана с повышенной проницаемостью клеточной мембраны для калия

и выходом ионов К+ из клетки.
Гиперполяризация приводит к увеличению порога деполяризации (дельта-V) и уменьшению возбудимости клетки.
В это время клетка может реагировать только на сверхпороговые раздражители.
Слайд 33

ЛОКАЛЬНЫЙ ОТВЕТ – реакция клетки на допороговый стимул Допороговый стимул вызывает

ЛОКАЛЬНЫЙ ОТВЕТ – реакция клетки на допороговый стимул

Допороговый стимул вызывает частичную

деполяризацию, которая не доходит до критического уровня.
Возбуждение не возникает, т.е. генерации ПД не происходит.
Свойства локального ответа:
(1) не распространяется
(2) зависит от силы раздражителя
(3) способен к суммации
(4) увеличивает возбудимость клетки

Екр = - 50 мВ
Е0 = -70 мВ ПП

Слайд 34

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПД И ЛОКАЛЬНОГО ОТВЕТА ЛОКАЛЬНЫЙ ОТВЕТ ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ (1)

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПД И ЛОКАЛЬНОГО ОТВЕТА

ЛОКАЛЬНЫЙ ОТВЕТ ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ
(1) Не распространяется (1) Распространяется
(2) Зависит

от силы раздр. (2) Не зависит от силы раздр.
(закон силовых отношений) (закон «всё или ничего»)
(3) Суммируется (3) Не суммируется
(4) Увеличивает возбудимость (4) Во время возбуждения
возбудимость отсутствует
(рефрактерность)
Слайд 35

ЗАКОН СИЛОВЫХ ОТНОШЕНИЙ ЗАКОН «ВСЁ ИЛИ НИЧЕГО» ЕКР Е0 ЕКР Е0

ЗАКОН СИЛОВЫХ ОТНОШЕНИЙ

ЗАКОН «ВСЁ ИЛИ НИЧЕГО»

ЕКР
Е0
ЕКР
Е0

max

ЛОКАЛЬНЫЙ
ОТВЕТ
Раздражитель
ПОТЕНЦИАЛ
ДЕЙСТВИЯ
Раздражитель

Слайд 36

Суммация локального ответа под действием ритмической стимуляции (может привести к генерации

Суммация локального ответа
под действием ритмической стимуляции (может привести
к генерации ПД)

ЕКР
Е0

V1

V2

Во время локального ответа
возбудимость клетки увели-
чивается, т.к. порог деполя-
ризации (дельта-V2) стано-
вится меньше

- Предыдущая
Введение. Принцип строения и функции нервной системы. Общая чувствительность и семиотика ее нарушения
Следующая -
Present continuous tense

Похожие презентации

Членистоногие
20120327_literat-naya_gostinaya
Диплодок
История возникновения мини-пигов
Ядовитые животные
Презентация на тему Антропогенез Стадии антропогенеза
Презентация
Подводный мир
Животные пустыни
Биология полорогих: серны, горных козлов
Ядовитые растения Среднего Урала Мокина Ирина Владимировна учитель биологии МБОУ – гимназии №39 г. Екатеринбург 2014
Решение задач по генетике
Тема: Строение спинного мозга.
Семейство Дельфиновые, Delphinidae
Тканини людського організму
Презентация на тему "Презентация класса" - скачать презентации по Биологии
Презентация на тему Приспособленность организмов к условиям внешней среды как результат действия естественного отбора
Питание и пищеварение Проверочная работа
Зворотня транскрипція. Генетична карта ВІЛ
МОУ «Средняя общеобразовательная школа №2 с углублённым изучением английского языка» ТВОРЧЕСКАЯ РАБОТА НА ТЕМУ «О чём плачут ло
Органические вещества в клетке. (10 класс)
МОУ «Новоаннинская СОШ №1»
Основные направления эволюции
Биологическая разминка
Обмен веществ. Биологическое окисление
Реактивность биологическая (видовая)
Презентация на тему "Регуляция функций в организме" - скачать презентации по Биологии
Своя игра. Цитология
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть