Физиология возбудимых клеток. Мембранный потенциал


The Presentation inside:

Slide 0

1 Ловать Максим Львович, ст.преп. каф. физиологии человека и животных биологического ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова Физиология возбудимых клеток. Мембранный потенциал


Slide 1

2 Типы возбудимых клеток Нейроны Мышечные клетки Секреторные клетки Рецепторные клетки


Slide 2

3 Строение животной клетки


Slide 3

4 Особенности строения нейрона


Slide 4

5 Виды нейронов А — веретенообразный (кишечнополостные); Б — псевдоуниполярный (сенсорный нейрон позвоночных); В — мультиполярный (позвоночные); Г — типичный нейрон центральной нервной системы беспозвоночных Срез нервного волокна


Slide 5

6 Формирование трансмембранного потенциала А. в чашке Петри KCl K+ Cl- Градиент концентрации Градиент заряда равновесие


Slide 6

7 Рассчет заряда на мембране Равновесный потенциал для какого-либо иона Х можно рассчитать из уравнения, полученного в 1888 году немецким физическим химиком Walter Nernst на основании принципов термодинамики. Где R – газовая постоянная, Т – температура (по Кельвину), z – валентность иона, F – константа Фарадея, [Х]о и [Х]i – концентрации ионов по разные стороны мембраны. Уравнение Нернста можно использовать для расчета равновесного потенциала любого иона по обе стороны мембраны, проницаемой для данного иона. Ек=-85 мв при К+ соотношении 1\30


Slide 7

8 Б. мицелла – синтетический прообраз клетки


Slide 8

9 Мембрана живой клетки К+ Na+ Са++


Slide 9

10 Равновесные потенциалы(Е) Движущая сила (V- Е) Cl- -89 - 47 Cl-каналы


Slide 10

11 Мембрана живой клетки полупроницаема -61 К+ Na+ = 0,023 рК Са++ рСа++ = 0 Cl-


Slide 11

12 Проницаемость обеспечена ионные каналами мембраны 1-1000 каналов на квадратный микрометр мембраны Центральная водная пора Устья канала: селективный фильтр Ворота: проницаемость может меняться!


Slide 12

13 Создание градиента концентрации: 1. Na-K АТФ-аза 2. ионные обменники Транспорт 3 Na/2K за счет энергии 1 АТФ (расход до 1/2 энергии нейрона) а.Симпорт б.Антипорт


Slide 13

14 Изменения мембранного потенциала покоя 1. Деполяризация- уменьшение (ее скорость определяется постоянной времени (tm=RmCm)) 2. Гиперполяризация- увеличение 3. Реполяризация- возвращение к исходному уровню 0 МПП Время -30 -60 -90 Деполяризация Реполяризация Гиперполяризация 1 2


Slide 14

15 Внутриклеточная регистрация мембранного потенциала покоя Внутриклеточная микроэлектродная регистрация Величина МПП в возбудимых клетках – от -60 до -90мВ А Б 0 -30 -60 Введение электрода Мембранный потенциал покоя Время А Б


Slide 15

16 Потенциал действия Фаза деполяризации Фаза реполяризации Раздражающий импульс


Slide 16

17 Вызывается сверхпороговым раздражением Амплитуда не зависит от силы раздражения Распространяется по всей мембране не затухая Связан с увеличением ионной проницаемости мембраны (открытием ионных каналов) Не суммируется Свойства потенциала действия


Slide 17

18 Временной ход ионных токов во время потенциала действия


Slide 18

19 Фармакологическое разделение ионных токов ядами контроль Калиевый ток Натриевый ток Выводы Входящий ток переносится ионами натрия, а выходящий – ионами калия. Натриевый ток развивается быстро, а калиевый – медленно. Натриевый ток быстро уменьшается (инактивация), а калиевый - нет


Slide 19

20 Фазы потенциала действия 1- порог (около 50 мв, ток Na>K) 2- деполяризация 0,5 мс (вход Na) 3- овершут (перелет) 4- реполяризация 0,5- 1мс (блок Na, активация К токов) 5-следовая гиперполяризация, до 3 мс (ток К) 3-5 - период рефрактерности (блок Na, активация К токов) Амплитуда ПД нейрона – около 110 мв 1 2 3 4 5


Slide 20

21 Исследование отдельного канала Возможность исследовать отдельный канал Возможность менять потенциал на мембране Возможность менять ионный состав и добавлять любые исследуемые вещества с обоих сторон мембраны Метод локальной фиксации потенциала «пэтч-кламп»


Slide 21

22 Нобелевская премия 1991 года в области физиологии и медицины Эрвин Нейер и Берт Сакманн «за открытия в области работы одиночных ионных каналов»


Slide 22

23 Канал имеет воротный механизм 1- покой 2-деполяризация 3-рефрактерность Динамика открытия ворот 1 2 3 За один ПД входит в клетку 1012 ионов Na+ (рост внутриклеточной концентрации 0,7%)


Slide 23

24 Молекулярные механизмы активации и инактивации у большинства каналов общие


Slide 24

25 Работа Na+ канала


Slide 25

26 Белковая структура канала: 4 домена из 6 сегментов каждый Структура Cl- канала S4-воротный механизм, S5 и S6 – пора, между 3 и 4 доменом – «шар на цепи»


Slide 26

27 Рефрактерность - снижение способности клетки отвечать на раздражение в результате временной инактивации натриевых каналов Абсолютная рефрактерность Относительная рефрактерность Абсолютная рефрактерность Генерация ПД невозможна Вызвана инактивацией большинства Na каналов Относительная рефрактерность Генерация ПД возможна при увеличении интенсивности раздражителя Связана с тем, что некоторая часть Na каналов все еще инактивирована + с усилением тока К


Slide 27

28 Распространение потенциала действия по волокну Увеличение диаметра волокна повышает скорость проведения: Постоянная длины волокна (от 0,1 до 1 см): ток Rm Ri ? =1/2 v(d*Rm/Ri)


Slide 28

29 Миелинизированные волокна Эстафетный (до 40 м/с) и сальтаторный (до 120м/с) механизмы распространения возбуждения


Slide 29

30 Скорость проведения ПД по разным типам волокон


Slide 30

31 Виды регистрации ПД Внутриклеточная монополярная Внеклеточная биполярная


Slide 31

32 Использование флуоресцентных красителей


Slide 32

33


×

HTML:





Ссылка: