Лекція №2. Тема: «Фізіологія і властивості збудливих тканин

Тема: «Фізіологія і властивості збудливих тканин. Фізіологія м'язів і нейронів».

1. Будова і функції мембрани.

До складу біологічної мембрани входять білки, ліпіди та вуглеводи, при чому ліпіди в мембрані мають особливу будову: їх гідрофільні голівки обернені назовні, а гідрофобні хвостики всередину мембрани. Тому кажуть, що мембрана являє собою біліпідний шар, в якому лежать на поверхні або занурені молекули білка. Вуглеводи розташовані зовні мембрани, на її поверхні (фосфоліпіди).

Функції мембрани:

1) Обмеження від зовнішнього середовища.

2) «Вибіркова проникненість».

3) З’єднує клітини у тканини.

4) Регулює водний баланс клітини.

5) Виводить з клітини кінцеві продукти життєдіяльності.

6) Транспорт (фагоцитоз, піноцитоз).

7) Забезпечує обмін речовин з навколишнім середовищем.

2. Транспортна функція мембрани.

Виділяють 2 види транспорту:

- Пасивний

a) Фільтрація (рух рідини крізь напівпроникну мембрану, крізь її пори під дією гідростатичного тиску).

b) Дифузія (процес проникнення речовин з області більшої концентрації в область меншої).

c) Полегшена дифузія (у тому випадку, коли швидкість дифузії однієї речовини різко збільшується за рахунок зв’язування її з іншою речовиною – переносником).

d) Осмос (рух молекул крізь напівпроникну мембрану з області більшої концентрації в область меншої, а сила, завдяки якій відбувається цей рух розчинника називається осмотичний тиск).

- Активний

Переміщення молекул іонів проти електрохімічного градієнта, здійснюється за рахунок енергії АТФ. В нашому організмі активний транспорт у вигляді Натрій – Калієвого насоса, де беруть участь іони Натрію, Калію і фермент АТФ-аза.

АТФ-аза складається з 2-х субодиниць і може змінювати свою структуру, відкриваючись у зовнішню або внутрішню поверхню мембрани, поруч розташовується молекула АТФ. Коли молекула АТФ – ази відкрита на зовнішню поверхню мембрани, то до її активної частини приєднуються іони Калію. Це активізує АТФ-азу і вона розщеплює АТФ, виділяється енергія, яка і використовується на конфірмаційна зміни молекули АТФ-ази і вона відкривається своєю активною частиною у сторону внутрішньої поверхні мембрани. Іони Калію поступають у клітину.

Тепер до молекули АТФ-ази зі сторони цитоплазми приєднуються іони натрію і процес повторюється.

За 1 цикл з клітини виводиться 3 іони Натрію, а входить 2 іони Калію.

3. Мембранний потенціал спокою (МПС)

Всі тканини організму можуть знаходитися у двох станах:

- Спокою

- Збудження (активності)

Збудження – активний процес, що являє собою відповідну реакцію тканини на подразнення і характеризується підвищенням функції тканини.

Збудження характеризується 2 групами ознак:

- Неспецифічні (підвищення температури);

- Специфічні (скорочення).

Процес збудження пов'язаний з наявністю в мембрані електрично- і хімічно керованих каналів.

Через ці канали переносяться різноманітні види іонів, які самостійні для кожного іону.

Іонний канал складається з:

- Пори

- Ворітного механізму (воріт)

- Сенсору (Індикатору) напруження іонів у самій мембрані

- Елективного фільтру

Коли клітина знаходиться у стані спокою, зовнішня поверхня клітинної мембрани завжди електропозитивна по відношенню до внутрішньої. Ця різниця потенціалів і називається потенціалом спокою. Складає у скелетних м'язів 90 мВт, у нервових тканин від 40 до 90 мВт, у гладких – 30 мВт.

В утворенні МПС беруть участь 4 види іонів:

- Іони Натрію і Калію

- Хлору

- Аніони органічних сполук

У стані спокою мембрана добре проникна для іонів Калію, трохи гірше для іонів Хлору, практично непроникна для іонів Натрію і абсолютно непроникна для аніонів органічних сполук.

4. Потенціал дії (ПД)

При нанесенні на нерв або м’язову клітину подразники достатньої сили і довго тривалості виникає збудження, яке проявляється швидким коливанням мембранного потенціалу, при цьому збуджена частина заряджається негативно по відношенню до не збудженого.

Під час висхідної частини ПД відкриваються швидкі натрієві канали, внаслідок чого натрій лавиноподібно поступає в клітину.

Перехід Натрію в клітину викликає зменшення позитивного заряду на зовнішній поверхні і збільшення в цитоплазмі, тобто різниця потенціалів скорочується.

По мірі подальшого надходження Na в клітину відбувається перезарядка мембрани, вона заряджається негативно по відношенню до цитоплазми, виникає ПД.

У момент низхідної частини піку ПД відбувається відновлення первинного рівня поляризації мембрани. Тобто Na перестає проникати у клітину, проникненість мембрани для Ka збільшується, він виходить з клітини – реполярізація.

Слідом за відновленням первинного значення МПС відбувається його короткочасне збільшення, у порівнянні з рівнем спокою, що обумовлено підвищенням проникненості Калієвих каналів і Хлорних.

5. Властивості гладких м’язів

- Збудливість

- Провідність

- Рефрактерність

Рефрактерність – здатність втрачати або зменшувати збудливість в процесі збудження.

Лябільність - здатність регулювати певну кількість хвиль збудження за одиницю часу.

Подразники за силою поділяють на:

- Підпорогові – подразники такої сили, які не викликають помітних змін

- Порогові – подразники, дія яких викликає помітні зміни

- Надпорогові – сила вища, ніж поріг

Залежність між силою подразника і довготривалості дії можна записати у вигляді прямої Лапіка

Залежність порогової сили подразника від часу його дії (закон сили - тривалості).
Р - реобаза, ПВ - корисний час, Х - хронаксия

6. Фізіологія скелетних м’язів

Функціональною одиницею скорочувального апарату м’язової клітини є саркомер.

Із саркомер складаються міофібрили. Саркомери відділяються один від одного Z-мембраною.

В природних умовах до м’язових волокон йде імпульс, на який м’язи відповідають довгим титанічним скороченням – титанусом.

Механізм м’язових скорочень

Міофібрили складаються з дисків АІ, що чергуються.

Диск А - темний, анізотропний. Складається зі скоротливих білків - актину та міозину. Нитки міозину виглядають як світлі полоси на темному диску.

По обидві сторони від диску А знаходиться диск І, який містить тонкі нитки акину - світлі.

Під час скорочення тонкі нитки актину ковзають вздовж товстих ниток міозину. Нитка міозину має поперечні мостики з головками.

Нитка актину складається з двух закручених ланцюгів. На нитках актину розташовуються молекули тропоніну, а між ними – тропоміозину.

У багатьох місцях ділянки мембрани м’язових клітин представлені у вигляді трубчатого волокна, утворюють Т-системи.

Перпендикулярно до Т-системи розташована система довгастих трубочок – α-система. На кінці знаходяться пухирці, де знаходиться велика кількість іонів Калію

При збудженні потенціал дії розповсюджується по Т-системі, викликає визволення іонів Калію із α-системи. Із появою Калію і з приєднанням АТФ виникає зміна просторового положення тропоміну. Нитки тропоміну зсуваються і відкривають ділянки актину, до яких приєднуються головки міозину. З’єднуються головки міозину з актином, місток згинається, нитки актину приєднуються до середини саркомеру.

7. Будова нервово-м’язового синапсу

Синапс - функціональне з’єднання між нервовими і іншими клітинами.

Синапс буває хімічний та електричний.

В хімічному-медіатор, а в електричному - електричний струм.

Синапс:

Медіатори, речовини, що здійснюють перенесення збудження з нервового закінчення на робочий орган і з однієї нервової клітини на іншу.

Медіатори в залежності від природи поділяються на моноаміни (ацетилхолін, норадреналін), амінокислоти (гліцин) і нейропептиди (ендорфіни).

Коли до закінчень аксонів приходить потенціал дії і присинаптична мембрана де поляризується, із позаклітинної рідини іони Кальцію проникають всередину нервового волокна. Кальцій активно переміщується до присинаптичної мембрани.

Кальцій активує переміщення пухирців з медіатором до пресинаптичної мембрани. Вони лопаються і медіатори виходять до синаптичної щілини.

Збудження синапсу - медіатори зв’язуються на постсинаптичній мембрані зі своїми рецепторами, що призводить до відкриття Натрієвих каналів. Постсинаптична мембрана деполяризується і виникає потенціал дії.

Властивості синапсів:

1. Одностороннє проведення збудження.

2. Синаптична затримка.

3. Низка лябільність і висока втомлюваність.

4. Висока чуттєвість до хімічних речовин.

Сила і робота м'язів:

Сила м’язу визначається максимальним вантажем, який м'яз може підняти.

Робота м’язу визначається добутком величини піднятого вантажу на висоту підйому.

Введенський ввів поняття про оптимум і пессімум частоти подразнення.

Оптимум – така частота подразнення, при якій кожне наступне подразнення наноситься у фазу підвищеної збудливості, а пессімум – фазу пониженої збудливості.

Рухова (моторна) одиниця – група м'язів, які знервуються даними нейронами, у процесі скорочення утворюється тепло.

2 фази:

- Початкове теплоутворення, пов’язане з процесами анаеробного розпаду вуглеводів.

- Запізнювальне (відновлювальне), пов’язане з окислювальними процесами білків, жирів, вуглеводів.

Дата добавления: 2014-01-11