Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна Медичний факультет

План лекції:

•Мембранний потенціал спокою (ПС), механізми походження, методи реєстрації, параметри ПС. Фізіологічна роль ПС

•Потенціал дії (ПД), механізми походження

•Методи реєстрації, фази ПД, параметри ПД

•Фізіологічна роль ПД

•Зміни збудливості клітини під час розвитку ПД.

•Періоди абсолютної та відносної рефрактерності, механізми їх походження, фізіологічне значення

•Зміни мембранного потенціалу при дії електричного струму як подразника

•Локальна відповідь. Рівень критичної деполяризації

•Поріг деполяризації як міра збудливості.

ПОТЕНЦІАЛ СПОКОЮ:

(мембранний потенціал)

Це трансмембранна різниця потенціалів, що існує між цитоплазмою клітини та зовнішнім розчином. Коли клітина знаходиться у стані фізіологічного спокою, її внутрішній потенціал електронегативний, по відношенню до зовнішнього (-30-90 мВ):

Скелетні м’язи – 60-90 мВ Нервові клітини – 50-80 мВ Гладкі м’язи – 30-70 мВ Серцевий м’яз – 80-90 мВ

Згідно мембранно-іонної теорії (Бернштейн, Годжкін, Гакслі, Катц, 1902-1952) безпосередньою причиною формування ПС є неодинакова концентрація аніонів та катіонів внутрі та ззовні клітини.

Розміщення іонів та поляризація мембрани клітини у стані спокою

Зовнішня поверхня заряджена позитивно за рахунок катіонів натрію та калію.

Внутрішня поверхня заряджена негативно за рахунок аніонів хлору та органічних кислот.

Хімічний склад внутрішньоклітинної та позаклітинної рідини

До виникнення мембранного потенціалу спокою призводять два фактори:

-по-перше, концентрації різних іонів відрізняються зовні та всереднині клітини,

-по-друге, мембрана є напівпроникною: одні іони можуть через неї проникати, інші — ні.

Обидва ці явища залежать від наявності у мембрані спеціальних білків:

концентраційні градієнти створюють іонні насоси, а проникність мембрани для іонів забезпечують іонні канали.

Найважливішу роль у формуванні мембранного потенціалу відіграють іони калію, натрію та хлору.

Основні фізичні характеристики ПС

1.Полярність. На внутрішній поверхні мембрани потенціал спокою є електронегативним щодо «нуля».

2.Сталість величини. Величина ПС для певної структури є сталою.

3.Абсолютне значення. ПС має такі значення: нервові волокна – -90 мВ, скелетні м’язові волокна – -90 мВ, гладенькі м’язи – -50-60 мВ, нейрони центральної нервової системи – -40-60 мВ.

ФІЗІОЛОГІЧНА РОЛЬ ПС:

Наявність ПС на мембрані клітин визначає таку їх рису, як збудливість, тобто здатність збуджуватись у відповідь на дію подразника.

З точки зору електрофізіології це означає, що наявність ПС є необхідною умовою для виникнення потенціалу дії (ПД).

Методи реєстрації ПС:

Внутрішньоклітинна реєстрація мембранного потенціалу спокою:

Мікроелектрод встановлюють над дослідним об’єктом, а потім за допомогою мікроманіпулятора вводять внутрішньо до клітини.

Мікроелектород є активним (референтним). Електрод порівняння – індифирентним.

Він є звичайних розмірів, його занурюють у сольовий розчин, в якому знаходиться дослідна тканина.