Általános fiziológiája gerjeszthető szövetek

Minden élő szervezet és azok bármely sejt ingerlékenyek, t. E. képes reagálni a külső stimuláció változások az anyagcserében.

Együtt ingerlékenység háromféle szövet: ideges, izmos és mirigyek - rendelkeznek ingerelhetőség. A stimuláció hatására a gerjeszthető szövetek fordul elő a gerjesztési folyamat.

Gerjesztés egy komplex biológiai választ. Az attribútumok kötelező gerjesztő változás membránpotenciál, fokozott anyagcsere (fokozott O2 fogyasztás és hőfejlődés CO2). És a megjelenése aktivitás velejárója az adott szövetben: izom összehúzódik, mirigy titkos idegsejt generál elektromos impulzusok. Abban az időben az intézmény a szöveti állapotban fiziológiai többi megy neki a normális életvitelt.

Következésképpen ingerlékenység az a képesség, hogy válaszoljon a stimuláció szöveti irritációt. Excitabilitás - egy szövet tulajdonság, mivel gerjesztés - ez a folyamat stimuláció hatására.

A legfontosabb jellemzője a megjelenése szaporító a gerjesztés egy ingerület vagy akciós potenciál, ahol nincs gerjesztés helyén marad, és végzi az ingerelhető szöveteket. Hatás, amely gerjesztés, az ágens lehet bármely belső vagy külső közegben (elektromos, kémiai, mechanikai, termikus, stb), feltéve, hogy elég erős ahhoz, hogy cselekedni elég hosszú ahhoz, hogy növelje az erejét történik elég gyorsan.

Bioelektromos jelenségek - „állati elektromosság” nyitotta 1791-ben az olasz tudós Galvani. Ezek a modern membrán elmélet eredetét bioelektromos jelenségek kapott Hodgkin, Huxley, és Katz végzett vizsgálatok az óriás tintahal idegrostok (1 mm átmérőjű) 1952-ben

A plazmamembrán a sejt (cytolemma) határoló külső oldalán a citoplazma

körülbelül 10 nm vastag, és egy kétrétegű lipidek, amelyek meríteni a globuláris protein (molekula begurult tekercsek vagy spirál). A protein funkció enzimek, receptorok, közlekedési rendszerek, ioncsatornákat. Ezek vagy részben vagy teljesen elmerül a lipid réteg a membrán (13.). A membrán készítmény tartalmaz egy kis mennyiségű szénhidrátot.

Ábra. 13. A modell a sejtmembrán folyékony mozaik a lipidek és a fehérjék - keresztmetszetű (Sterk P. 1984). és - lipidek; in - fehérjék

Mozgó a membránon keresztül a különböző anyagoknak a sejtekbe és a sejtekbői. A szabályozás ezt a folyamatot - az egyik fő funkciója a membrán. Fő tulajdonságok szelektív és változó áteresztőképességű. Bizonyos anyagok esetében ez gátat más - egy átjáró. Anyag nem juthat át a membránon a törvény által a koncentrációgradiens (diffúzió a magas vagy alacsony koncentrációban) a elektrokémiai gradiens (különböző koncentrációjú töltésű ionok) aktív transzporttal - munka nátrium-kálium-szivattyúk.

Membránpotenciál vagy nyugalmi potenciál. Külső felülete között a sejt és a citoplazmában különbség van a potenciálok nagyságrendű 60-90 mV (mV). nevezett membrán potenciál vagy nyugalmi potenciál. Ez lehet kimutatni a mikroelektróddal technikával. A mikroelektród jelentése szuperfinom üveg kapilláris egy csúcsa átmérője 0,2-0,5 mikron. Ez tele van elektrolit oldat (KC1). Egy második elektród elmerül a megszokott méreteknél a Ringer-oldat, amelyben a tárgy alatt tanulmány. Erejével biofeszültségmérő elektródák tápláljuk egy oszcilloszkóp. Ha a mikroszkóp alatt egy mikromanipulátorral mikroelektróddal adja belsejébe idegsejtek, ideg vagy izomrost, majd upon szúrja oszcilloszkóp mutatják potenciális különbség - nyugalmi potenciál (ábra. 14). Mikroelektróddal annyira vékony, hogy szinte nem károsítja a membránt.

Ábra. 14. mérése izomrost nyugalmi potenciál (A) keresztül intracelluláris mikroelektródát (rendszer). M - mikroelektróddal; És - semleges elektróda. Beam Az oszcilloszkóp képernyőjén látható a nyíl

Membrayno-ionos elmélet megmagyarázza az eredetét a nyugalmi potenciál egyenlőtlen koncentrációinak hordozó elektromos töltések K +. Na + és Cl -, és ki a különböző sejtek és azok membrán permeabilitását.

A ketrec 30-50-szor több K + és 8-10-szor kevesebb, Na +. mint az interstitialis folyadék. Ezért, a sejten belül domináló K +. kívüli - Na +. Alapvető anion intersticiális folyadék jelentése Cl -. A sejt uralják nagy szerves anionok, amelyek nem diffundál át a membránon. (Mint ismeretes, van egy pozitív töltés kationok, anionok és - negatív.) Állapota egyenlőtlen ionkoncentráció mindkét oldalán a plazmamembrán nevezett ionos aszimmetria. Ezt támasztja alá a munka a nátrium-kálium-szivattyú, amely folyamatosan szivattyúzzák ki a sejt Na + és K + a sejtben. Ez munkát végeznek a kiadások felszabaduló energia hasítás adenozin-trifoszfát. Ion aszimmetria - élettani jelenség, hogy továbbra is fennáll, amíg a sejt él.

Nyugalmi, a membrán permeabilitás szignifikánsan nagyobb K +. mint a Na +. Mivel a magas koncentrációjú K + ionok hajlamosak visszavonja a sejtből, hogy a külső. A membránon keresztül, behatolnak a külső felülete a sejt, de akkor nem tud elszabadulni. Nagy anionok sejtek, amelyek a membrán impermeábilis, nem tudja követni a kálium, és felhalmozódnak a belső felületén a membrán, ami itt egy negatív töltést, amely rendelkezik az elektrosztatikus csatolás csúsznak át a membránon pozitív töltésű kálium-ionok. Tehát van egy polarizációs membrán nyugalmi potenciál; mindkét oldalán egy villamos kettős réteg alakul: a külső pozitív töltésű ionok a K +. és azon belül a negatív töltésű anionok a különböző nagy.

Az akciós potenciál. nyugalmi potenciál fenntartása mindaddig, amíg nem volt izgalom. Hatása alatt az inger a membrán áteresztő képességét a Na + növeljük. A koncentráció Na + a sejten kívül 10-szer nagyobb, mint belül. Ezért, Na +, először lassan, majd lavina rohanó befelé. Nátrium-ionok pozitív töltésűek, így van újratöltési a membrán és a belső felülete megszerzi pozitív töltést, és a külső - negatív. Tehát van egy visszatérés lehetséges, változtassa meg az ellenkező jel. Ez lesz a negatív és pozitív külső sejten belül. Ez magyarázza a régóta ismert tény, hogy a gerjesztett része válik elektronegatívabb tekintetében a nyugalomban. Azonban, a növekedés a membrán permeabilitás és az Na + rövid életű; ez gyorsan csökken, és növeli a K +. Ez növekedését okozza az áramlás a pozitív töltésű ionok a cellából a külső oldattal. Az eredmény egy membrán repolarizációs, annak külső felülete megszerzi pozitív töltésű újra, és a belső - negatív.

Elektromos változások a gerjesztés membrán már hívott egy akciós potenciál. Annak időtartama mérjük ezredmásodperc (milliszekundum), az amplitúdó 90-120 mV.

Gerjesztés időtartama alatt magában Na + a sejtbe, és a K + ki kifelé. Úgy tűnik, hogy a koncentrációja az ionok a sejt meg kell változtatni. A kísérletek azt mutatták, hogy még több órán át idegi irritáció és a előfordulása ott több tízezer impulzusok nem módosítja a tartalmat a Na + és K +. Ez annak köszönhető, hogy a munka a nátrium-kálium-szivattyú, amely után minden egyes gerjesztési ciklus elválasztja ionok oldalak: K + pumpálja vissza a ketrecbe, és kimenetek ezekből Na +. A szivattyú a sejten belüli energia-anyagcserét. Ezt bizonyítja az a tény, hogy a mérgek megállás anyagcsere megszűnik a szivattyú működését.

Az akciós potenciál felmerülő izgatott része válik irritálja a szomszédos része a gerjesztett izmokra és a rost és biztosítja a gerjesztés mentén izmokra.

Ingerelhetőség különböző szövetekben nem azonos. A legtöbb felfokozott izgatottság különböző receptorokkal, speciális szerkezetek kialakítva, hogy rögzítse változások a külső környezet és a belső környezet egy szervezet. Ezt követi az ideg-, izom- és mirigyes szövetben.

Olyan intézkedés ingerlékenység küszöb irritáció t. E. A legkisebb erőssége az inger, ami okozhat izgalmat. A küszöb az irritáció is nevezik reobázis. Minél magasabb az ingerlékenység szövet, a kisebb erőt inger előidézésére képes gerjesztés.

Ezen túlmenően, a szorongás jellemzi az idő, amely alatt az inger kell eljárnia okoz izgalmat, más szóval, az idő küszöböt. Minimális idő, amely alatt kell működnie az elektromos áram küszöb erő okoz izgalmat, az úgynevezett hasznos időt. Hasznos idő jellemzi az áramlási sebesség a gerjesztési folyamat.

szövet excitabilitás alatt növeljük mérsékelt aktivitás és csökken a fáradtság. Excitabilitás megy fázis során változik gerjesztés. Miután az ingerlékeny szövetekben fordul elő gerjesztés folyamat, elveszíti azt a képességét, hogy megfeleljen az új és még súlyos irritációt. Ez az állapot a nem-ingerelhető abszolút, vagy abszolút refrakter fázis. Egy idő után, ingerlékenység kezd helyreállni. A küszöbön szöveti irritációt még mindig nem válaszol, de súlyos irritációt reagál gerjesztés, bár az amplitúdója az akciós potenciál előforduló ebben az időben jelentősen csökken, azaz a. E. gerjesztése a gyenge. Ez a fázis a relatív refractoriness. Miután keletkezik fázist túlzott izgatottság vagy rendkívüli. Ekkor okozhat izgalmat nagyon enyhe irritáló küszöbérték alatti erejét. Csak ezt követően, hogy a szorongás jön vissza a normális.

Annak vizsgálatára, az állam ingerlékenység az izmok vagy idegszövet stimulációt alkalmaznak két egymást követő meghatározott időközönként. Az első az izgalom, és a második - a vizsgálat - tapasztalható szorongás. Ha az irritáció a második reakció nem, tehát, nem gerjeszthető szövet; gyenge reakciót - a szorongás csökken; stresszválasz - fokozott ingerlékenysége. Tehát, ha a szív irritálhatja a szisztolés fázis alatt, a hajtás követni fogja a végén diasztole izgatja rendkívüli csökkentése - a korai összehúzódása, jelezve, hogy a helyreállítási ingerlékenység.

Ábra. 15 összehasonlítja az időt a gerjesztési folyamat, amelynek expressziója szolgál akciós potenciál, és fázis az ingerlékenység változása. Látható, hogy az abszolút refrakter periódus az az emelkedő része a csúcs - depolarizáció fázis relatív refrakter - csökkenő része a csúcs - membrán repolarizációs fázis izgatottság és - negatív potenciállal a nyoma.

Ábra. 15. reakcióvázlatok akciós potenciál változások (a) és a ingerlékenység az idegrostok (b) különböző fázisaiban az akciós potenciál. 1 - helyi folyamat; 2 - depolarizáció fázisban; 3 - fázis repolarizáció. A szaggatott vonal az ábrán jelölt a nyugalmi potenciál és a kezdeti szint ingerelhetőség