Схема ионных механизмов МПП
КГ – концентрационный градиент, ЭХГ – электрохимический градиент.
Пассивный транспорт характеризуется тремя признаками: 1) происходит по концентрационному, электрическому или электрохимическому градиенту, 2) осуществляется без затраты энергии, 3) осуществляется без участия внутримембранных переносчиков. Пассивное перемещение из клетки положительно заряженных частиц К+ вызывает увеличение электроотрицательности цитоплазмы. Возникает трансмембранная разность потенциалов. Вследствие низкой проницаемости в состоянии покоя лишь небольшое число ионов Na+ пассивно, по электрохимическому градиенту может диффундировать в цитоплазму. Поступая в клетку в небольших количествах, положительно заряженные ионы Na+ несколько уменьшают электроотрицательность цитоплазмы и трансмембранную разность потенциалов, а значит и величину мембранного потенциала покоя. МПП большинства нервных клеток составляет -60 -80 мв. В скелетной мускулатуре потенциал покоя достигает -90 мв. Это обусловлено тем, что дополнительный вклад в его формирование вносят ионы Cl-. В состоянии покоя, ионы Cl- пассивно, по концентрационному градиенту проникают в клетку из межклеточной жидкости. Отрицательно заряженные ионы Cl- увеличивают электроотрицательность цитоплазмы, а следовательно, повышение уровня трансмембранной разности потенциалов, т.е. величины мембранного потенциала покоя. Механизмом, поддерживающим ионную асимметрию живой клетки, является натрий-калиевый насос, который обеспечивает активный транспорт ионов Na+ из цитоплазмы в межклеточную жидкость и ионов К+ из межклеточной жидкости в цитоплазму. Активный транспорт характеризуется тремя признаками: 1) осуществляется против градиентов, 2) происходит с затратой энергии клеточного метаболизма, 3) осуществляется при обязательном участии внутримембранных белково-липидных переносчиков. Натрий-калиевый насос прекращает работать, а значит, ионная асимметрия исчезает только в случае гибели клетки. Под влиянием раздражителей из состояния покоя высокоорганизованные ткани переходят в состояние деятельности. Раздражитель – это фактор внешний или внутренней среды, действующий на живую ткань и обладающий достаточной для ее возбуждения силой, длительностью и крутизной нарастания силы во времени. По силе раздражители подразделяются на три группы: 1) пороговые, 2) надпороговые, 3) подпороговые. Пороговыми называют раздражители минимальной силы, вызывающие при действии на ткань генерацию распространяющегося возбуждения. К надпороговым относятся раздражители большей силы, чем пороговые. Подпороговыми называют раздражители не способные вызвать генерацию распространяющегося возбуждения. Возбуждение - это процесс, возникающий в живой возбудимой ткани в результате действия раздражителя и характеризующийся деполяризацией клеточной мембраны в виде генерации распространяющегося потенциала действия (ПД) или местного (локального), не распространяющегося ответа (ЛО). Таким образом, различают два вида возбуждения - локальный ответ (ЛО) и потенциал действия (ПД). Локальный ответ - это местное не распространяющееся возбуждение, которое возникает при действии раздражителя подпороговой силы. Выделяют четыре основных свойства ЛО: 1) не распространяется от места раздражения, 2) во время генерации ЛО возбудимость живой ткани повышена, 3) способен к суммации - при последовательной стимуляции серией подпороговых раздражителей амплитуда ЛО повышается, 4) подчиняется градуальному закону - чем больше сила подпорогового раздражителя, тем больше амплитуда ЛО. Раздражители подпороговой силы вызывают натриевую активацию - повышение проницаемости натриевых каналов клеточной мембраны. Это ведет к увеличению входящего в клетку потока ионов Na+. Положительно заряженные ионы Na+ пассивно, по электрохимическому градиенту поступают в цитоплазму, где частично нейтрализуют отрицательные внутриклеточные анионы. Электроотрицательность цитоплазмы, а значит и трансмембранная разность потенциалов, постепенно уменьшаются. Снижение трансмембранной разности потенциалов называют деполяризацией.
|
