Лекции / Физиология введени

Физиология – наука, которая базируется на знании химии, физики, математики.

Ф. формирует системные представления о функциях организма.

1. Не влияет непосредственно друг на друга

2. Гуморальная, имунная

3. Сохранение постоянства гомеостаза, который генетически детермпенирован.

4. ФС – знать к экзу. Взаимосодействие – все органы и такани не просто взаимодействуют, а направлены в одну сторону для созранения ж/д организма.

5. СОФ – результаты, которые генетически детерминированны.

1. Гомеостатические результаты (давление, рН крови)

2. Поведенческие результаты (вода, знания).

Невозбудимые:

1. Эпителиальные

2. Соединительная

3. Костная

Возбудимые:

1. Нервная

2. Мышечная

Основные свойства:

Существуют пока ткани живые, все процессы возникают на их базе (процессы могут быть кратковременными).

Все клетки имеют клеточные мембраны со сложным строением.

Созданеи патенциалов покоя на поверхности мембраны. На рисунке – ферменты натри-калиевой АТФазы.

Принцип действия:

1. АТФаза захватывает изнутри цитоплазмы клетки АТФ, расщипляет ее и за счет энергии АТФ выбрасывает наружу ионы Натрия и закачивает ионы Калия.

2. Создается неравномерное распреденеие ионов Натрия и калия. Эти ионы снаружи и внутри клетки не создают никаких потенциалов. Натрий нейтрализован хлором (повареная соль), калий связан с анионами белковых молекул цитоплазмы, которые имеют отрицательный заряд на поверхности и создается электронецтральность.

3. За счет разной концентрации, эти ионы имеют ьендн=енцию перемещения внутрь и наружу мембраны. Ионы натрия пытаются войти внутрь клетки, где их становится мало. Но они могут перемещатся только черес спец. каналы в клеточной мембране (в состоянии покоя они закрыты)..

4. Поры для ионов калия открыты – т.н. каналы утчеки. Калий частично выходит наружу, т.к. на внутренней поверхности мембраны остаются анионы (А-), которые притягивают калий и создается потенциал.

5. Наружняя сторона заряжена положительно, внутренная сторона – отрицательно.

1-2% пор может спонтанно открываться и натрий может попадать внутрь. Если это произошло, то он будет нейтрализовать отриуательно заряженные анионы (А-) и потенциал ументшинтся. Если снаружи будет входить хлор, то количество отрицательных зарядов увеличится и потенциал. На это так же могут влиять и другие катиона: кальций, магний.

Все клетки в организме заряжены. Невозбудимые ткани имеют маленький заряд – от 10-30 мВольт. Клетки возбудимых тканей – от 60 – 100 мВольт.

Натри-калиевая АТФаза, используя АТФ и расщипляясь на фосфат и АДФ (с выделением энергии), выбрасывает наружу 3 иона натрия и закачивает внутрь только 2 иона калия, что немного увеличивает потенциал покоя.

Измерение потенциалов:

Измеряется с помощью стеклянных микроэлектродов. Внутри трубочек через толстый конец вводится солевой раствор, который создает возмодность проведения электрических зарядов. И туда опускается металическая к=проволока, которая связана с регистратором. Второй провод присоединен к макроэлектроду, который накладывается на ткань и при возникновении разностей зарядов возникает потенциал покоя.

ПП всегда имеют отрицательный заряд. Все связано в снутренней поверхности мембраны. На наружной поверхности мембраны происходят противоположные изменения.

1. ПП -≥ Деполяризация (открытие пор для ионов Натрия) -≥ потенциал возвращаеься к исходному уровню ПП

Р – раздражение

При ненесении раздрожения (р), возникает ПД.

По силе раздражения бывают:

1. Пороговые

2. Н адпороговые

3. П одпороговые

Раздражения бывают:

1. Адвекватные – те к которым такнь привыкла в процессе эволюции.

2. Неадекватные – внезапные раздражения, эпизодические, возбудимость для которых понижена, а проводимость повышена.

Если Р пороговое или надпороговое, то возникает ПД. ПД всегда имеею максимальную амплитуду. Подчиняются закону «Все или ничего».

Закон «Все или ничего»:

При подпороговом раздражении ПД, или возбуждения, или нервыне импульсы (одно и тоже) не возникают, а при пороговом или надпороговых раздражениях ПД имеют максимальную амплитуду/максимальную величину.

Часть 1: предспайк.

2: Локальный ответ. ПД понижается к уровню ПП.

Часть 2. Спайк.

Если он достигает уровня критической деполяризации (в данном случае 20 мВольт – между ПП и КД), тогда в точке 3 открываются все поры для ионов натрия и начинается Спайк.

Затем возникает возвращение к заряду мембраны уровня покоя и возникает более медленная репаляризация (отриуательный следовой потенциал, затем положительный следовой потенциал, связанный с частичным увеличеснием заряда мембраны)

Когда происходит деполяризация (т.е. мембрана переходит от -70 к 0. Это связано с высвобожлением ионов Натрия), возникает инверсия – изменение знака заряда на мембране. Она обычно не большая: 10-20 мВольт. Затем возникает реполяризация (повторная поляризация). Связаны с порами для ионов калия. Поры для ионов натрия закрываются, но Натрий остаются внутри. Происходит выход ионов калия. Если усиленно продолжается выход ионов калия, то может возникнуть гиперполяризация (соответсвует положительному следовому потенциалу). На некоторых мембранах гиперполяризация связана с вхождением ионов хлора.

Электро-зависимые Na и К каналы

З еленые человечки – липиды.

Розовое – каналы для ионов натрия.

Синее – канал для ионов калия.

Каналы для ионов натрия имеют 2е ворот: M и H ворота.

- ворота М закрыты, ворота Н открыты. Натрий не может входить. ЭТО ПОНЕНЦИАЛ ПОКОЯ.

Снаружи мембраны – ионы К, внутри – отрицательно заряженные анионы.

Поры для ионов калия – электрозависимые каналы, которые тоже закрыты. Ионы калия выходят через каналы утечки (другие поры).

Локальный ответ.

- начинается откраытие М-ворот и ионы натрия частично проникают внутрб клетки, нейтрализуют А- и начинается частичная деполяризация. Затем, при достяжения уровня критической деполяризации, открываются поры для ионов натрия и открываются М-ворота. На графике возникает деполяризауия и инверсия знака заряда.

После этого, натрий, вошедший внутрь клетки, дейтсвует на сенсоры этих каналов. Они электрозависимы. Это части жтих белков, которые закрывают в натриевом канале Н-ворота и открывают калиевые каналы. И калий начинает усиленно выходить из клетки.

Происходит реполяризация: вначале быстро, затем медленно.

Затем может возникнуть гиперполяризация. Продолжается усиленный выход ионов калия и иногда просиходит вхождение ионов хлора в тормазных синапсах на постсинаптических мембранах.

Натри-калиевая АТФаза начинает работать после полного восстановления ПП. Она нормализует концентрацид на наружной и внутренней поверхностимембраны. Это происходит очень быстро, но время восстановления в 10 раз больше, чем длительность самого потенциала действия.

В клетках синоатриального узла водители ритма сердца, там где возникают возбуждение и затем он проводится по сердцу и приводит к ритмическому сокращению миокарда, так же возникают ПД. Но они имеют не пикообразную, а синусоидную форму. Так же происходит деполеризация, связанная с вхождением ионов Натрия и дополнительно ионов Калия. И реполяризация, связанная с выходом ионов калия.

Достижение уровня критической деполяризации в клетках происходит не за счет внешнего раздражения, а спонтанно. За счет постепенного вхождения и постепенного открытия пор для ионов кальция и натрия – медленная диасталическая деполяризация.

П отенциал действия типичного кардиомиоцита.

В типических кардиомиоцитах предсердий и желудочков возникают удлиненные потенциалы. Они имеют пик, но реполяризация затянута. Это связано со специфическим механизмом открытия ионов кальция на фоне выхода ионов калия. Направленно это на увеличесние длительности невозбудимости, периода невозбудисомти, в связи с чем предохраняется суммация одиночных мышечных сокращений сердца и сердце работает только с помощью одиночных сокращений ритмически.

В гладких мышцах возможны:

1. Пикообразная форма потенциалов. С отрицательным и положительным следовым потенциалом, сопроваждеющимся гиперполяризацией.

2. Потенциалы действия как в сердце, включающие в себя Платеа – медленную реполяризацию.

3. Медленная реполяризация, приводящая к возникновению пикообразных одного или нескольких ПД.

Таким образом, ПД могут иметь различную форму в разных тканях. Локальные ответы возникают при подпороговых раздражениях, они возникают в рецептрах (рецепторные потенциалы) и на постсинаптических мембранах синапсов.

Возбудимые ткани всегда имеют возбудимость. А возбуждение возникает жпизодически, только когда наносится раздражение.

Э то свойтсво (возбудимость) изменяется в процессе возбужения.

Возбудимость – еличина относительная, измеряется в %.

В начале возбудимость увеличивается – супер нормальная возбудимость СП (1). Затем падает до 0 – абсолютный рефрактерный период (АР). Затем возникает период относительной рефрактерности (ОР). После чего возбудимость опять увеличивается – фаза экзальтации (ЭК) – супер нормальная возбудимость. Во время гиперполяризации возбудимость понижается – субнормальная возбудимость (СБ).

И зменение возбудимости при возбуждении. Последовательность возникновения фаз возбудимости.

Во время локального ответа возбудимость увеличивается, т.к. ументшается размость медлу уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации. Если мы вслед за первым раздражением принесем второе раздражение, то нам потребуется очень маленькая сила, меньше, чем 1е раздражение, чтобы вызвать ПД заранее.

Когда открываются все поры для ионов натрия, то уровень критической деполяризации уходит в бесконечность. Т.е. все поры для ионов натрия уже открылись и мы не может ударом тока открыть дополнительные поры и поэтому возбудимость падает до 0. Абсолютный рефрактерный период – период полной невозбудимости.

Когда поры для ионов натрия начинают закрываться, мы модем заново их открыть, дополнительным ударом тока и возникает относительная рефрактерность. Здесь мы можем нанести надпороговое раздражение и при этом возникнет 2й потенциал действия.

Во время медленной реполяризации отриуательного следового потенциала возникает экзальтация. Разница между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации меньше чем в исходном/нормальном состоянии покоя.

Во время гиперполяризации возникает большая разница между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации. Мы можем вызвать ПД, но при надпороговом раздражении.

12