- •Тематический план
- •Литература Базовые:
- •Дополнительная
- •1. Предмет и задачи физиологии цнс
- •1.1. Физиология как наука
- •1.2. Предмет изучения физиологии цнс
- •1.3. Задачи физиологии цнс
- •2. Принципы и методы изучения физиологии цнс
- •2.1. Принцип целостности
- •2.2. Принцип развития
- •2.3. Принцип системности
- •2.4. Принцип детерминизма
- •2.5. Исторические аспекты формирования методов исследования в физиологии
- •2.6. Анатомические наблюдения
- •2.7. Открытие биоэлектричества
- •2.8. Микроскоп и окрашивание нервных тканей
- •2.9. Химические методы
- •2.10. Эксперимент и стимулирование
- •2.11. Поведенческие методы
- •2.12. Биохимические методы
- •2.13. Классификация методов
- •3. Биоэлектрические процессы возбуждения в клетке
- •3.1. Особенности строения и функций нервной клетки
- •3.2. Мембрана нервной клетки (цитоплазматическая, плазматическая)
- •3.3. Мембранные белки
- •3.4. Цитозоль
- •3.5. Транспортная функция мембраны
- •3.6. Диффузия веществ
- •3.7. Организация канала
- •3.8. Состояние канала
- •3.9. Установление разности потенциалов
- •3.10. Натриево-калиевый насос
- •3.11. Экзоцитоз и эндоцитоз
- •3.12. Аксонный транспорт
- •3.13. Изменение мембранного потенциала
- •3.14. Глиальные клетки и гемато-энцефалический барьер
- •3.15. Функции нервных клеток
- •4. Электротон и стимул
- •4.1. Электротонический потенциал
- •4.2. Скорость проведения возбуждения
- •4.3. Классификация нервных волокон по скорости проведения нервного импульса
- •4.4. Адаптация при передаче нервного сигнала
- •5. Межклеточная передача возбуждения
- •5.1. Химическая передача информации в синапсах
- •5.2. Постсинаптическое возбуждение и торможение
- •5.3. Пресинаптическое торможение
- •5.4. Электрическая природа передачи информации в синапсах
- •5.5. Заключение
3.6. Диффузия веществ
Пассивный способ, или механизм перемещения веществ осуществляется за счет: диффузии, облегченной диффузии, осмоса.
Диффузия – простейший способ перемещения веществ в клетках. Этим способом проходят вещества, способные растворяться в липидах (простые и сложные эфиры, жирные кислоты и др.)
В облегченной диффузии участвует белок переносчик. В этом случае белок переносчик, находящийся в мембране, на одной стороне мембраны соединяется с молекулой или ионом и, пройдя вместе с ними через мембрану, отдает его на другой стороне. Так транспортируется, например, глюкоза.
Осмос – это прохождение воды через избирательно проницаемую мембрану, в частности, через клеточную мембрану. Вода переходит через мембрану из более разбавленного раствора в более концентрированный.
Диффузия – это наиболее важный процесс, благодаря которому большая часть молекул в водных растворах свободно перемещается на небольшие расстояния. Процессу диффузии не препятствуют клеточные мембраны. Множество веществ свободно диффундируют через липидные мембраны, особенно вода и растворенные газы (кислород и углекислый газ), а также жирорастворимые вещества. Другие вещества: ионы сахара, аминокислоты и нуклеотиды преодолевают мембрану через поры транспортного белка.
Внутри такого транспортного белка имеются каналы диаметром 1 нм. (см. рис. 2).
Рис. 2. Схема белка, образующего канал, погруженный в липидный слой мембран
Вещества движутся по данным каналам по градиенту концентрации. Другими словами, диффузия незаряженных молекул обеспечивается разностью концентраций, и когда концентрация уравновешивается, перемещение веществ прекращается. В том случае, если вещества несут заряд, то их движение регулируется другими механизмами и в частности – ионным каналом и мембранным потенциалом.
3.7. Организация канала
При движении ионов через специфические каналы возникает ток определенной величины, который можно регистрировать приборами. Регуляции самого ионного канала заключаются в том, что молекулярные группы преодолевают определенные кинетические (изменяющиеся по состоянию), как бы волнообразные энергетические барьеры, которые существуют внутри канала (см. рис 3). Каждый канал имеет свой энергетический профиль. Организация канала варьируется (изменяется) для различных ионов, т.е. обладает избирательностью.
Таким образом, мембранные каналы обладают относительной избирательностью по отношению к типу молекул. Например, липидные слои практически непроницаемы для заряженных молекул.
В этой связи, существуют соответственно калиевые, натриевые и кальциевые специфические каналы, которые непроницаемы для других ионов. Разные типы мембран содержат от 1 до 50 специфических каналов на 1 квадратный мкм. Проницаемость – способность мембраны пропускать частицы. Значения проницаемости для различных ионов используются в физиологии для расчета мембранного потенциала. Кроме того, избирательность (проницаемость) канала обусловлена зарядом или структурой мест связывания в стенках канала.
Рис. 3. Схематичное изображение энергетического профиля канала