Nátrium-kálium-és a szivattyú
Azonban, a passzív mechanizmusok nem teszik lehetővé, hogy megértsék az oka fenntartására ionos aszimmetria egész élet a cella, továbbá, azt figyeltük meg, hogy számos anyagok áthaladnak a membránon egy koncentráció gradiens. Természetesen ez a folyamat energiaigényes. Ezért, az ilyen transzfer mechanizmus úgynevezett aktív. Aktív közlekedés mindig szelektív. Azt fedezték fel, 1955-ben és a Hodgkin-nazvankaly nátrium pumpa.
Ez biztosítja a „pumpáló” a sejt nátrium ionok és kálium ionok szállítási benne. Ezt úgy végezzük, transzfer fehérje. Ez rögzíti a citoplazmában 3 nátriumionok, és ezeket a külső, ahol az ionokat lehasítjuk, és így a sejtekből származó. A külső felület 2 kapcsolódnak a transzporter a kálium-ion letöltött a sejtbe.
Ez a munka mellett végezni az energiafelhasználás, ami forrása az adenozin-trifoszfát (ATP). Disintegration történik az intézkedés alapján ATP ATP-áz enzimet, ahol az energia felszabadul amelyet a nátrium-kálium pumpa. Amikor eltolódásokat transzmembrán ion koncentrációt, a tevékenység a K-Na-szivattyú automatikusan beállítani. A szabályozás különösen fontos adenozintrifoszfatáz, amely akkor aktiválódik, koncentrációjának növelésével a nátrium és a kálium a citoplazmában a sejtközötti folyadékban.
A szivattyú működése produkál a következő eredményeket:
1) fenntartja a nagy koncentrációjú K + ionok a sejt belsejében, így biztosítva állandóságának a nyugalmi potenciál,
2) fenntart egy alacsony koncentrációjú nátrium-ionok a sejt belsejében,
3) fenntartása koncentrációgradiens nátrium, nátrium-kálium pumpa konjugátum elősegíti közlekedési aminosavak és a glükóz a sejtmembránon keresztül.
Így ion aszimmetria miatt mindkét szelektív permeabilitása a membrán nyugalmi helyzetben, és az aktivitás-Na-K pumpa. Ez az érték lehet a következő képlettel számítjuk a Goldman:
Em = ______ • ln ________________________________________________. ahol
ext, n - a belső és a külső koncentráció.
Változások a membránpotenciál. Az akciós potenciál vagy a jelenlegi cselekvési
Biotoki megfigyelhető nemcsak békében, hanem a gerjesztés szövetet. Elektromos folyamatokat mindig kíséri izgalom és a legjobb a kritériumot.
Az első alkalommal a jelenléte a biológiai áramok a gerjesztési Matteucci fedezték fel 1837-ben, a következő kísérletben. Elvette 2 n.-m. ideg előkészítése és egyikük rárakódik a másik kar, amely irritálja ideg áramütés. amikor az E. DC csökkent nem csak bosszantó izom, hanem más. Ez a tény azzal magyarázható, hogy a csökkentés az első izmok merül fel benne biotoki, amelynek teljesítménye elegendő ahhoz, hogy gerjeszti az ideg feküdt a második gyógyszer és csökkentheti a beidegzett izmokban.
1954-ben, Muller és Kolliker találtuk, hogy az elektromos jelenségek kísérik és szívműködést. Ezek kivetett a dobogó szív melegvérű állat ideg n.-m. előkészítése ikraizomba a béka, és azt tapasztaltuk, hogy minden egyes összehúzódása a szívizom csökken, és ugyanabban az időben. szív biotoki gerjeszti az idegek, és ő - az izom.
A jövőben az intézkedés áramot találtak mind az ingerelhető szöveteket a tevékenységüket. 1800-ban Herman nevű áramok kísérő gerjesztő folyamat, potenciálok, illetve áramok intézkedéseket. Ezt a kifejezést használják napjainkban, és a jelenlegi intézkedések tartják a legjobb mutatója a gerjesztés a szövetek.
Aktuális akciók lehet regisztrálni.
Ez történhet mikroelektróddal. Az egyik elektród felületén helyezkedik el, és a mikroelektródot be a sejtbe. Ebben az esetben, a nyilvántartásba vétel a háttérben nyugalmi áram vagy a membrán potenciál. Közvetlenül bevezetése után az elektród a sejtbe oszcilloszkóp jelenlétét érzékeli a nyugalmi potenciál, ami megegyezik a - 70 mV. Ha ezek után bosszantó sejt superthreshold ingerek jár közel az extracelluláris elektróda, a sejt izgatott, és az oszcilloszkóp rögzíti a görbe egyfázisú áram fellépése, amely tükrözi a gyors ingadozása membránpotenciál. Abban az időben a gerjesztő görbe meredeken emelkedik, eléri a 0, majd haladja meg. Miután elhagytuk ezt gerjesztési ponttól a cselekvés és a töltés a membrán csökken -70mv.
Amikor ez a nyilvántartásba monofázisos akciós potenciál (8. ábra). A fázisáram görbe fellépés több részből. A emelkedő görbe nazyvayutfazoy depolarizációt. mert tükrözi a csökkenése és eltűnése a kezdeti polarizációs a membrán. Ez a fázis történik meg a leggyorsabban. A tetején a jelenlegi cselekvési nazyvayutspaykom. Lefelé térd jellemzi a helyreállítás az eredeti membrán polarizáció és repolarizáció nazyvayutfazoy. Ebben a fázisban különbségtétel 2 rész -Quickly repolarizáció imedlennoy meredek esés a görbe, ha a helyreállítása a membránpotenciál lassul, ez a része gyakran nazyvayutsledovym negatív potenciál. Utána néhány szövetben (nem húsos ideg) nablyudaetsyasledovoy pozitív potenciál. növelése felelős a membránon, eegiperpolyarizatsiya.
„Ion gát áttörést elmélet” ionos hatásmechanizmus lehetséges először megpróbálta elmagyarázni Yu Bernsheteyn 1912-ben a helyzet. Eszerint a hipotézis szerint, ha az inger membrán elveszíti a szelektivitás és az összes ionok képesek mozogni annak koncentráció gradiens: Na- a sejtbe, hogy az - a felszínre. Ezek koncentrációja a fenti, és a membrán alatt, és a membrán potenciál egy vonalban a gerjesztett része eltűnik. Ez tart egy nagyon rövid idő alatt, ami után a membránpotenciál teljesen helyreállt. Bernstein amplitúdója az aktuális művelet megegyezik az érték a membránpotenciál.
Ez az elmélet is kiterjesztették a mikroelektródát vizsgálatok Hodgkin és Katz (1949). A kísérleteikben a tintahal óriás idegrostok azt találtuk, hogy a kereset áramok nagyobb mértékű, mint a nyugalmi áramok: MP gerjesztés hatására nemcsak esik 0-ra, megfordul - a külső felület negatív töltésű képest a belső.
Hodgkin, Huxley, Katz (1952) az első alkalommal előadott elmélet az egyén részvételét a különböző ionok képződését akciós potenciál (9. ábra).
Ezen elmélet szerint az akciós potenciál több fázisa van:
1) fazagradualnoy depolarizáció - ezúttal a alkalmazását az inger, hogy elérje a kritikus szintet a depolarizáció, akkor alakul ki a magas amplitúdójú rész az akciós potenciál. Fokozatos depolarizáció jellemzi fokozatos megnyitása a nátrium-csatornák, lassú belépési a nátrium-ionok a sejtbe, és a koncentráció-gradiens a fokozatos csökkenése MP. Az időtartam az első fázisban, hogy az idegszövet - 0,00004 sec, a vázizmok - 0,0001 mp. Azáltal, hogy csökkenti a membrán potenciált az EcR. Ez a nyitó nátrium csatornák és a következő fázis alakul ki.
2) gyors fázisa depolarizáció - ezúttal elejétől a csúcs eredete a csúcsra. Minden nátrium-csatornák nyitott és a nátrium-ionok sejtekbe lavina jön a koncentráció és az elektrokémiai gradiense. Ebben a fáziseltolódás a membránpotenciál gyorsan jelentkezik, csökken, és lesz egy pozitív töltés, elérve értékei + 30- + 40 mV. Ez nazyvaetsyapikom ilispaykom vált ki. Az amplitúdó az akciós potenciál 100-120 mV.
D
3) repolarizációs fázis - határozza meg a csökkentés a membrán polarizáció, hogy a kiindulási szintet. Kezdve pillanatában eléri a membrán költség + 30- + 40mV. Ezen a ponton, a nátrium-csatornák inaktivált és aktivált káliumcsatornákat. A permeabilitás káliumionok növeljük, és kezdődik, hogy elhagyja a cellát. Ez az időtartam két szegmens - viszonylag gyors csökkenése membrán polarizáció (gyors repolarizáció). és az ezt követő lassabb csökkenés sejt polarizáció (lassú repolarizáció). amely nazyvaetsyaotritsatelny nyoma lehetséges. Lassú csökkenését membrán polarizáció felvétele miatt a munka aktív transzport mechanizmusok a nátrium és a kálium (kálium-nátrium-szivattyú). Időtartama A harmadik szakasz az ideg 0,02-0,03 másodperc izmok - mintegy 0,05-0,1 másodperc.
4) hiperpolarizáció fázis (pozitív potenciál nyomnyi) - csökkentése a sejtmembrán polarizációjának alatt a kezdeti érték. Hiperpolarizáció jellemző mielinezett idegrostok. Ez együtt jár egy átmeneti növekedését permeabilitás K + ionok. Az időtartam a nyomkövetési electropositivity idegi megközelítőleg 0,1 sec, az izom - 0,25 másodperc vagy nagyobb.
Miután hiperpolarizáció MP teljesen normalizáltuk bazális -70mV. Ilyen PD megfigyelhető bármelyik ingerlékeny rendszer haladnak különböző sebességgel, és vesz egy másik alkalommal. PD fejleszti a törvény szerint a „mindent vagy semmit”.
Aktuális akciók egyik objektív kritériumok gerjesztés, ezért regisztrációs értékelésére használják a munka számos szerv: EKG, EEG, EMG, stb Action áramlatok találtak gyakorlati alkalmazása protézisek - a létrehozását ellenőrzött protézisek.