6. В эксперименте на нервном волокне блокада натриевых каналов мембраны ядом тетродотоксином изменила величину мпп. Что произошло с величиной мпп? Каков механизм действия?

• При блокаде натриевых каналов( для величины МПП важны неспецифические каналы) прекращается диффузия Натрия в клетку по градиенту концентрации(уменьшается проницаемость мембраны для ионов Натрия).

• МПП зависит от ионной асимметрии и от работы механизма транспорта ионов,избирательной проницаемости мембраны.

• Для нервного волокна это имеет большое значение, тк генерация в нем МПП возможна только при закрытии большинства натриевых каналов и активности большинства калиевых.

• Потенциал покоя создаётся преимущественно за счёт выхода ионов калия по концентрационному градиенту из клетки. При этом натриевые каналы частично открыты, и некоторое количество ионов натрия проходит в клетку, уменьшая потенциал покоя. Следовательно, блокада натриевых каналов тетродоксином приведет к небольшому увеличению потенциала покоя.

7. Биопотенциалы нервной клетки регистрировали а)внеклеточным и б) внутриклеточным отведением. Было установлено, что поверхность клетки в покое электронейтральна(разность потенциалов отсутствует), величина МПП составляет -75мВ. Исследование повторили после отравления клетки препаратом, блокирующим процесс гликолиза. Объясните результаты измерения биопотенциалов отравленной клетки.

• При нарушении процесса гликолиза происходит нарушение синтеза АТФ,что приводит к прекращению работы К-Na насоса. Соответственно прекращается поддержание МПП. Градиен концентрации ионов Натрия и Калия постепенно выравнивается, о чем говорит постепенное уменьшение МПП( что мы можем обнаружить при повторном исследовании). Электронейтральность наружной мембраны будет сохранятся.

8. При измерении ПД двух нервных волокон было установлено,что ПД первого больше ПД второго.При этом концентрация Натрия на поверхности обеих волокон одинакова, а внутри различна. Как зависит ПД от концентрации Натрия по обе стороны мембраны?

• При рассмотрении изменения ПД мы учитываем изменения концентрация ионов Натрия потому,что процесс возбуждения,соответственно и генерация ПД, осуществляются благодаря току Натрия в клетку.

• Величина ПД тем больше,чем больше проницаемость мембраны для ионов Натрия.Чтобы повысить проницаемость,нужно увеличить градиент концентрации. Соответственно,если у первого волокна ПД меньше,чем у второго(при равной концентрации Натрия на поверхности мембраны), тем больше концентрация ионов Натрия у первого волокна,чем у второго, должна быть.

9. При раздражении мышечного волокна зарегистрировали дифазный ПД. Как было осущствлено исследование?

• Чтобы получить дифазный ПД при раздражении волокна, нужно расположить оба электрода на неповрежденной поверхности волокна. Тогда: возбуждение, которое представляет собой волну электроотрицательности, перемещаясь по мембране, доходит сначала до одного электрода, затем помещается между электродами, наконец достигает второго электрода, а затем распространяется дальше. Что дает нам 2 фазы ПД.

• Чтобы получить монофазный ПД, нужно ввести 1 из электродов внутрь волокна.

10. ПД мышцы в условиях раздражения ее двигательного нерва был зарегестрирован при трех способах расположения регестрирующих электродов: 1) оба электрода на поверхности поврежденной мышци. 2) один электрод на неповрежденной поверхности, другой – внутри мышечного волокна. 3) один электрод на неповрежденном участке, другой – на поврежденном. Опишите особенности ПД в каждом случае.

• В случае 1. Мы будем наблюдать дифазный ПД, что характерно для такого расположения электродов. В случае 2. И 3. Мы будем одинаково наблюдать монофазный ПД.Так как электрод,расположенный внутри мышечного волокна,будетидентичен в показаниях с электродом,расположенным на поврежденном участке мышечного волокна.

• Амплитуда ПД больше в опыте 2.,чем в опыте 1. ПОЧЕМУ ТАК.Я ОБЬЯСНИТЬ НЕ МОГУ

Вопрос №11

1) График ПД со следовыми потенциалами зарегистрированный в контрольном исследовании

0

-65

-90

мВ

t,c

деполяризация

реполяризация

следовая деполяризация

следовая гиперполяризация

КУД

МПП

овершут

2) В опыте 2 нарушен процесс деполяризации. Движущая сила — поступление ионов натрия, направленность — внутрь клетки.

3) В начале возбуждения внешние активационные ворота Na-каналов мембраны быстро открываются, проницаемость мембраны для натрия возрастает в несколько тысяч раз, натрий начинает лавинообразно поступать в клетку, обуславливаядеполяризацию. Для реполяризации характерно закрытие Na-каналов более медленными инактивационными воротами, расположенными на внутренней поверхности мембраны.

4) В опыте №2 (при блокировании натриевых каналов) деполяризация не будет развиваться в связи с тем, что натрий не поступает внутрь клетки. ПД не возникнет.

5) В опыте №3 изменяли концентрацию натрия в растворе, в который помещено нервное волокно. Это изменение концентрации подействовало аналогично блокаде Na-каналов, следовательно это изменение — резкое снижение концентрации натрия в растворе, либо полное изъятие натрия из раствора. В следствии этого натрий не поступает внутрь клетки, деполяризация не развивается, ПД отсутствует.

Вопрос №12

1) В нормальных условиях при возбуждении изменяется состояние Na-каналов мембраны. В начальной фазе потенциала действия - деполяризации Na-каналы быстро открываются. В начале фазы реполяризации Na-каналы закрываются.

2) В фазе деполяризации натрий лавинообразно поступает в клетку, заряжая внутреннюю поверхность мембраны положительно относительно внешней поверхности.

3) Блокаду натриевых каналов при введении тетрадотоксина можно определить в исследовании потенциала действия,который возникает (или не возникает) в ответ на стимуляцию клетки электрическим током.

4) Полное отсутствие потенциала действия при стимуляции клетки электрическим током свидетельствует о полной блокаде Na-каналов.

5) Эксперимент следует выполнять на нервной ткани или скелетной мышце, так как они относятся к возбудимым тканям и способны к генерации ПД.

Вопрос №13

1) При действии ТЭА (тетраэтиламмоний — блокирует калиевые каналы) возбудимость клетки сохраняется, так как начало процесса возбуждения клетки обусловлено поступлением натрия в клетку, и не связано с калием.

2) Во время фазы реполяризации ускоряется активация калиевых каналов, увеличивается диффузия калия наружу. Диффузия ионов калия во внеклеточную среду на фоне закрытия натриевых каналов приводит восстановлению потенциала покоя (реполяризация).

3) При действии ТЭА затрудняется выход ионов калия из цитоплазмы на наружную поверхность мембраны, поэтому удлиняется фаза реполяризации.

4) Механизм развития следовой гиперполяризации — остаточное усиление тока калия из клетки. Под действием ТЭА калиевые каналы блокируются, и следовая гиперполяризация не возникнет.

Вопрос №14

1) При нормальных условиях содержание ионов натрия во внеклеточной среде значительно превышает его содержание внутри клетки. У нервного волокна помещенного в бескислородную среду концентрация натрия по обе стороны мембраны выравнивается.

2) В бескислородной среде нарушается ресинтез АТФ и становится невозможной работа Na/K-насоса.

3) Градиент натрия создается при помощи активного транспорта - Na/K-насоса, который выводит из клетки 3 иона натрия в обмен на 2 иона калия.

4) Транспорт ионов с помощью Na/K-насоса относится к активным видам транспорта, так как осуществляется против градиента концентрации с затратой энергии АТФ.

5) В бескислородной среде нерв не способен генерировать ПД.

6) В фазу деполяризации натрий поступает в клетку по градиенту концентрации. Не способность генерировать ПД в бескислородной среде связана с отсутствием градиента концентрации.

Вопрос №15

1) МПП изменился только в точке А.

2) Графически обнаруженное изменение МПП.

мВ

0

-65

-90

КУД

МПП

t,c

3) Локальный ответ.

4) Локальный ответ — деполяризация мембраны в области нанесения раздражения подпороговой силы, которая сопровождается повышением мембранной проницаемости для натрия. Возбудимость клетки при этом повышается.

Вопрос №16

1) Отсутствие возбуждения в эксперименте №2 не может быть связано с функциональным состоянием мышцы.

2) Отсутствие возбуждения в эксперименте №2 может быть связано с параметрами раздражителя. В условии задачи не указано, на протяжении какого времени действовал раздражитель и каков его градиент нарастания. Даже очень сильный раздражитель, длительность действия которого меньше полезного времени не вызовет возбуждения (закон силы-времени Лапик). Медленно нарастающий раздражитель вызывает в тканях аккомодацию (привыкание — сдвиг КУД с увеличением порогового потенциала) и возбуждение может не наступить.

3) Возбуждение могло не возникнуть в связи с тем, что длительность раздражителя была меньше полезного времени либо его градиент нарастания был слишком низкий.

4) Закон силы. При действии недостаточно сильного раздражителя (подпорогового) открывается недостаточное количество натриевых каналов и потенциал покоя не достигает КУД.

Закон градиента нарастания. Аккомодация при действии медленно нарастающего раздражителя связана с тем, что при возбуждении мембранная проницаемость для натрия увеличивается на короткий промежуток времени. Если в течение этого времени раздражитель не достигает пороговой величины, то возрастающая проницаемость мембраны для калия инактивирует натриевую проницаемость и возбуждение не наступает

Закон силы-времени. Очень сильный раздражитель действующий на протяжении малого времени (меньше полезного времени) не вызывает возбуждения, так как он не успевает открыть достаточное количество натриевых каналов.

Вопрос №17

1) Лабильность 900 импульсов в секунду означает, что нервное волокно способно воспроизводить 900 потенциалов действия в единицу времени (в секунду) в соответствии с ритмом действующих раздражителей. Мера лабильности — максимальное количество циклов возбуждения, которое способно воспроизвести нервное волокно в единицу времени без трансформации ритма раздражения.

2) Лабильность определяется длительностью пика потенциала действия, то есть фазой абсолютной рефрактерности. Большая длительность фазы абсолютной рефрактерности означает, что часть стимулов попадет в эту фазу и не вызовет ПД. Чем меньше длительность пика ПД (а соответственно и фазы абсолютной референтности) тем больше потенциалов действия в единицу времени может воспроизвести волокно, а соответственно и лабильность выше.

3) Продолжительность ПД для волокна А (лабильность = 900 импульсов/с) меньше чем продолжительность ПД волокна В (лабильность = 300)

Вопрос №18

1) Различия в величине сопротивления оболочек нервных волокон могут зависеть от наличия миелиновой оболочки.

2) Волокно №1 (сопротивление оболочки в 100 раз больше, чем для второго) - миелиновое, волокно №2 (сопротивление в 100 раз меньше предыдущего) - безмиелиновое.

3) Волокна №№1, 2 покрыты шванновской оболочкой.

4) Скорость проведения возбуждения для волокна №1 (миелиновое) больше, чем для волокна №2 (безмиелиновое). Длительность ПД для волокна №1 меньше в сравнении с волокном №2. Лабильность для волокна №1 больше чем для волокна №2.

5) В волокне №1 (миелиновом) возбуждение распространяется сальтаторно (скачкообразно) в отличие от безмиелинового волокна.

Вопрос №19

1) Определить принадлежность волокон можно на основании скорости распространения возбуждения.

2) Расстояние между раздражающими и отводящими электродами — 10 см, ПД на волокне №1 — зарегистрирован через 1 мс, на №2 — через 100 мс. Скорость распространения возбуждения:

для волокна №1 v 1 =10 см / 1 мс = 100 м/с;

для волокна №2 v 2 =10 см / 100 мс = 1 м/с.

3) Волокно №1 относится к типу А, волокно №2 - к типу С.

4) Частота ПД зарегистрированная при высокой частоте раздражения для волокна №1 больше чем для волокна №2.

5) Волокно №1 способно генерировать потенциалы действия с большей частотой чем волокно №2. Это связано с тем, чтопродолжительность потенциала действия для волокна №1 меньше, чем для волокна №2, а значит волокно №1 имеет большую лабильность ( способно воспроизводить больше потенциалов действия в единицу времени в соответствии с ритмом действующих раздражителей).