Министерство образования Пермского края

ГБОХСПО Пермский педагогический колледж физической культуры

Самостоятельная работа по дисциплине:

«Физиология с основами биохимии»

Выполнил студент группы ФК-4

Специальности

Физическая культура

Окулова Светлана

Преподаватель

Трофименкова О.Г.

Пермь 2012

Тема №1 Общая физиология возбудимых тканей

1. С/р: изобразить в виде схемы потенциал покоя и потенциал действия в клетке (с указанием количественной характеристики ионов Na+,Ca2+,K+,Cl-и других).

Рис.1

Деятельность Na⁺-канала в ходе генерации ПД можно представить следующим образом (рис. 1.). На уровне ПП А-створка закрыта, И-створка открыта (состояние готовности, точка1). При подаче стимула створки, не удерживаемые более отрицательным внутриклеточным зарядом, приходят в движение. А-створка очень быстро открывает проход внутри канала, и ионы Na⁺начинают входить в нейрон; натриевый ток растет (точка 2). Скоро И-створка в своем движении достигает «верхнего положения»; каналы начинают закрываться, натриевый ток ослабевает и прекращается (точка 3). При проходе уровня порога ПД совершают обратное движение створки Na⁺-каналов. Сначала вновь быстро срабатывает А-створка, закрывая проход канала (рис. 1, точка4), затем возвращается в исходное положение И-створка (точка 5). В результате предотвращается возможность входа дополнительной порции Na⁺при возврате канала в состояние готовности. Пока И-створки Na⁺-каналов не открылись, генерация новых ПД невозможна. Это состояние называютабсолютной рефрактерностъю.

Рис. 2

К⁺-каналы являются потенциал-зависимыми каналами с одной (активирующей) створкой. Относительно медленно открываясь (рис. 2, точки2—3), они обеспечивают выходящий ток калия и фазу гиперполяризации ПД. Закрытие створки происходит после «прохода» порогового уровня для запуска ПД (точки4—5). При этом скорость закрытия также невелика. В результате повышенная проницаемость мембраны для ионов К⁺сохраняется еще некоторое время.

В настоящее время известен не один, а несколько типов потенциал-зависимых Na⁺- и К⁺-каналов. Они различаются порогами срабатывания, а также скоростью открытия и закрытия. Кроме того, в суммарные ионные токи, возникающие при развитии ПД, значительный вклад вносят ионы Ca²⁺. Существуют специфические потенциал-зависимые каналы, через которые Ca²⁺входит в клетку; при этом он выполняет две функции: как положительно заряженный ион деполяризует мембрану и как химический агент влияет на работу других ионных каналов, ферментов, рецепторов.

Важно также то, что всякий ПД уменьшает существующую разность концентраций ионов Na⁺и К⁺внутри и снаружи клетки. Если заставить нейрон генерировать ПД с максимальной частотой, то уже через несколько тысяч импульсов за счет выхода К⁺и входа Na⁺общий заряд цитоплазмы существенно приблизится к нулю. В результате И-створки Na⁺-каналов не смогут открыться в конце нисходящей фазы ПД и потенциалы действия прекратятся. Теперь для восстановления работоспособности необходим отдых, и тогда Na⁺, К⁺-насосы вернут разность потенциалов к уровню ПП.

При генерации ПД возбудимость нервного волокна меняется, причем эти изменения соответствуют определенной фазе ПД.

№ п/п	Фаза изменения возбудимости	Фаза ПД	Механизм изменения возбудимости	Суть и значение
1	Кратковременное повышение возбудимости	В начале развития ПД, когда после действия раздражителя возникла некоторая деполяризация, но не достигла критического уровня (регистрируется только локальный потенциал)	Возбудимость повышена, потому что произошла частичная деполяризация, открывается часть Na-каналов. В результате мембранный потенциал приблизился к критическому уровню деполяризации.
2	Фаза абсолютной рефрактерности	Соответствует пику ПД и продолжается в период реполяризации до достижения критического уровня деполяризации плюс-минус 10 мВ.	В фазу деполяризации и восходящей фазы инверсии невозбудимость объясняется тем, что потенциалзависимые m-ворота Na-каналов уже открыты, остальные открываются под влиянием деполяризации, и Na быстро поступает в клетку. Поэтому дополнительное раздражение не может повлиять на движение Na. В период нисходящей фазы инверсии и реполяризации невозбудимость объясняется тем, что инактивационные h-ворота Na-каналов закрываются, в результате клеточная мембрана непроницаема для Na. В то же время в большом количестве открываются К-каналы, К быстро выходит из клетки.	Полная невозбудимость (возбудимость = 0). Наличие абсолютной рефрактерности не позволяет отдельным ПД накладываться друг на друга и ограничивает максимальную частоту разрядов нервных клеток величиной 500—700 имп/с (реже — до 1000 имп/с: с такой частотой могут возбуждаться нейроны ретикулярной формации, толстые миелиновые нервные волокна ЦНС).
3	Фаза относительной рефрактерности.	Соответствует конечной части фазы реполяризации и следовой гиперполяризации до возвращения мембранного потенциала к исходному уровню после гиперполяризации.	В фазе реполяризации повышенная проницаемости мембраны для К и избыточный выход К из клетки препятствует возможной деполяризации, поэтому нужно приложить более сильное раздражение, чтобы вызвать возбуждение. В период следовой гиперполяризации мембранный потенциал больше и, следовательно, дальше отстоит от критического уровня деполяризации, поэтому также требуется бОльший раздражитель для возбуждения.
4	Фаза экзальтации	Соответствует следовой деполяризации.	Возбудимость повышена, т.к. вследствие частичной следовой деполяризации мембранный потенциал несколько меньше обычного и, следовательно, ближе к уровню критической деполяризации, что объясняется повышенной проницаемостью мембраны для Na.	Период повышенной возбудимости. Возможна в тех клетках, где происходит следовая деполяризация, например, в нейронах ЦНС. Очередной ПД можно вызвать более слабым раздражением.