Электрические и физиологические проявления возбуждения
ВОЗБУЖДЕНИЕ И ЕГО МЕХАНИЗМЫ В основе всех физиологических реакций лежит способность живых клеток реагировать на раздражитель. Раздражитель (стимул) – любое изменение внешней или внутренней среды, которое действует на клетку или многоклеточную систему (ткань, организм). Раздражители По природе раздражители подразделяют на:
По биологическому значению раздражители подразделяют на:
Раздражитель вызывает возбуждение только в том случае, если он достаточно силен. Порог возбуждения– минимальная сила раздражителя, достаточная для того, чтобы вызвать возбуждение клетки.Выражение “порог возбуждения” имеет несколько синонимов: порог раздражения, пороговая сила раздражителя, порог силы. Возбуждение как активная реакция клетки на раздражитель Реакция клетки на внешнее воздействие (раздражение) отличается от реакции небиологических систем следующими особенностями:
В некоторых специализированных клетках реакция на раздражитель проявляется особенно интенсивно. Такую интенсивную реакцию называют возбуждением. Возбуждение – активная реакция специализированных (возбудимых) клеток на внешнее воздействие, проявляющаяся в том, что клетка начинает выполнять присущие ей специфические функции. Возбудимая клетка может находиться в двух дискретных состояниях:
В организме существует 3 типа возбудимых клеток:
Возбудимость – способность клетки переходить из состояния покоя в состояние возбуждение при действии раздражителя.Разные клетки имеют различную возбудимость. Возбудимость одной и той же клетки меняется в зависимости от ее функционального состояния. Возбудимая клетка в состоянии покоя Мембрана возбудимой клетки поляризована, т.е. имеется постоянная разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностью клеточной мембраны, которую называют мембранный потенциал (МП). В состоянии покоя величина МП составляет -60…-90 мВ (внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно относительно наружной). Значение МП клетки в состоянии покоя называют потенциалом покоя (ПП). МП клетки можно измерять, разместив один электрод внутри, а другой снаружи клетки (рис. 2.1). Уменьшение МП относительно его нормального уровня (ПП) называют деполяризацией, а увеличение - гиперполяризацией. Под реполяризацией понимают восстановление исходного уровня МП после его изменения (см. рис. 2.1 Б). Электрические и физиологические проявления возбуждения Рассмотрим различные проявления возбуждения на примере раздражения клетки электрическим током (рис. 2.2) При действии слабых (подпороговых) импульсов электрического тока в клетке развивается электротонический потенциал. Электротонический потенциал (ЭП) – сдвиг мембранного потенциала клетки, вызываемый действием постоянного электрического тока. ЭП есть пассивная реакция клетки на электрический раздражитель; состояние ионных каналов и транспорт ионов при этом не изменяется. ЭП не проявляется физиологической реакцией клетки. Поэтому ЭП не является возбуждением. При действии более сильного подпорогового тока возникает более пролонгированный сдвиг МП – локальный ответ. Локальный ответ (ЛО) – активная реакция клетки на электрический раздражитель, однако, состояние ионных каналов и транспорт ионов при этом изменяется незначительно. ЛО не проявляется заметной физиологической реакцией клетки. ЛО называют местным возбуждением, т.к. это возбуждение не распространяется по мембранам возбудимых клеток. При действии порогового и сверхпорогового тока в клетке развивается потенциал действия (ПД). ПД характеризуется тем, что значение МП клетки очень быстро уменьшается до 0 (деполяризация), а затем мембранный потенциал приобретает положительное значение (+20…+30 мВ), т.е. внутренняя сторона мембраны заряжается положительно относительно наружной. Затем значение МП быстро возвращается к исходному уровню. Сильная деполяризация клеточной мембраны во время ПД приводит к развитию физиологических проявлений возбуждения (сокращение, секреция и др.).ПД называют распространяющимся возбуждением, поскольку, возникнув в одном участке мембраны, он быстро распространяется во все стороны. Механизм развития ПД практически одинаков для всех возбудимых клеток. Механизм сопряжения электрических и физиологических проявлений возбуждения различен для разных типов возбудимых клеток (сопряжение возбуждения и сокращения, сопряжение возбуждения и секреции).
Рис. 2.2. Изменение мембранного потенциала клетки (А) при действии электрического тока различной силы (Б). ЭП - электротонический потенциал, ЛО – локальный ответ, ПД – потенциал действия.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (457)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |