Harakat potentsiali- asab signalini uzatish jarayonida tirik hujayra membranasi bo'ylab harakatlanadigan qo'zg'alish to'lqini. Aslida, bu elektr zaryadsizlanishi - qo'zg'aluvchan hujayra membranasining kichik qismida (neyron, mushak tolasi yoki bezli hujayra) potentsialning tez qisqa muddatli o'zgarishi, buning natijasida ushbu bo'limning tashqi yuzasi paydo bo'ladi. membrananing qo'shni qismlariga nisbatan manfiy zaryadlangan bo'lsa, uning ichki yuzasi membrananing qo'shni qismlariga nisbatan musbat zaryadlangan bo'ladi. Harakat potentsiali signal (tartibga solish) rolini o'ynaydigan nerv yoki mushak impulsining jismoniy asosidir.
Harakat potentsiali membranada uning qo'zg'alishi natijasida rivojlanadi va membrana potentsialining keskin o'zgarishi bilan birga keladi.
Harakat potentsialining bir necha bosqichlari mavjud:
Depolyarizatsiya bosqichi;
Tez repolyarizatsiya bosqichi;
Sekin repolarizatsiya bosqichi (salbiy iz potentsiali);
Giperpolyarizatsiya bosqichi (ijobiy iz potentsiali).
Depolyarizatsiya bosqichi. PD rivojlanishi faqat hujayra membranasining depolarizatsiyasini keltirib chiqaradigan stimullar ta'sirida mumkin. Hujayra membranasi depolarizatsiyaning kritik darajasiga (KUD) depolarizatsiya qilinganida, potentsial sezgir Na + kanallarining ko'chkisi kabi ochilishi sodir bo'ladi. Ijobiy zaryadlangan Na + ionlari hujayra ichiga konsentratsiya gradienti (natriy oqimi) bo'ylab kiradi, buning natijasida membrana potentsiali juda tez 0 ga tushadi va keyin ijobiy qiymatga ega bo'ladi. Membran potentsial belgisining o'zgarishi hodisasi membrana zaryadining teskari o'zgarishi deyiladi.
Tez va sekin repolyarizatsiya bosqichi. Membrananing depolarizatsiyasi natijasida potentsialga sezgir K + kanallari ochiladi. Ijobiy zaryadlangan K + ionlari hujayrani konsentratsiya gradienti (kaliy oqimi) bo'ylab tark etadi, bu esa membrana potentsialining tiklanishiga olib keladi. Fazaning boshida kaliy oqimining intensivligi yuqori bo'lib, repolyarizatsiya tez sodir bo'ladi, fazaning oxiriga kelib kaliy oqimining intensivligi pasayadi va repolyarizatsiya sekinlashadi. Ca2+ ning hujayra ichiga kirishi bilan repolyarizatsiyani kuchaytiradi.Giperpolyarizatsiya fazasi qoldiq kaliy oqimi hisobiga va faollashtirilgan Na+/K+ nasosining bevosita elektrogen ta’siri tufayli rivojlanadi. Cl- ning hujayra ichiga kirishi membranani qo'shimcha ravishda giperpolyarizatsiya qiladi.Harakat potentsialining rivojlanishi jarayonida membrana potentsialining qiymatining o'zgarishi, birinchi navbatda, natriy va kaliy ionlari uchun membrana o'tkazuvchanligining o'zgarishi bilan bog'liq.
Uni yaratish mexanizmining zamonaviy tushunchalari
Membrana potentsialini o'rnatish orqali kalamar aksonining (aksolemmasining) plazmolemmasi orqali o'tadigan oqimlarni o'lchash va tinch holatda kationlar oqimining (K +) sitoplazmadan interstitiumga yo'naltirilganligiga ishonch hosil qilish mumkin edi. qo'zg'alish, hujayra ichiga kationlar oqimi (Na +) hukmronlik qiladi. Plazmolemma "dam olish" holatida deyarli hujayralararo bo'shliqda ionlarni o'tkazmaydigan (Na + C1 - va HCO3 -,).
Qo'zg'alganda, bir necha millisekundlarga teng vaqt davomida natriy ionlarining o'tkazuvchanligi keskin ko'tariladi va keyin yana pasayadi.
Natijada plazmolemmada kationlar (Na + ionlari) va anionlar (C1 -, HCO3) ajraladi: Na + sitoplazmaga kiradi, lekin anionlar kirmaydi. Sitoplazmaga musbat zaryadlar oqimi nafaqat dam olish potentsialini qoplaydi, balki undan ham oshib ketadi. Deb atalmish Oshib ketish(yoki membrana potentsial inversiyasi). Kiruvchi natriy oqimi uning kontsentratsiyasi va elektr gradientlari bo'ylab ochilgan membrana kanallari bo'ylab passiv harakati natijasidir. Ushbu kationning oqava suvi natriy kaliy pompasi bilan ta'minlanadi.
5. Achchiqlanish qonunlari: Kuch qonuni. Hamma yoki hech narsa qonuni
1. Hammasi yoki hech narsa qonuni: Hujayra yoki to'qimalarning pol osti stimulyatsiyasi bilan hech qanday javob bo'lmaydi. Rag'batlantirishning chegara kuchida maksimal javob rivojlanadi, shuning uchun tirnash xususiyati kuchining chegaradan yuqori bo'lishi uning oshishi bilan birga kelmaydi. Ushbu qonunga muvofiq, bitta nerv va mushak tolasi, yurak mushagi tirnash xususiyati bilan reaksiyaga kirishadi.
2. Hokimiyat qonuni: Rag'batlantirish qanchalik kuchli bo'lsa, javob shunchalik kuchli bo'ladi. Biroq, javobning jiddiyligi faqat ma'lum bir maksimal darajagacha o'sadi. Skeletning integral silliq mushaklari kuch qonuniga bo'ysunadi, chunki ular turli xil qo'zg'aluvchanlikka ega bo'lgan ko'plab mushak hujayralaridan iborat.
3 kuch va davomiylik qonuni... Rag'batlantirishning kuchi va davomiyligi o'rtasida ma'lum bir bog'liqlik mavjud. Rag'batlantirish qanchalik kuchli bo'lsa, javob paydo bo'lishi uchun kamroq vaqt kerak bo'ladi. Eshik kuchi va stimulyatsiyaning talab qilinadigan davomiyligi o'rtasidagi munosabat kuch-davomiylik egri chizig'ida aks etadi. Ushbu egri chiziqdan qo'zg'aluvchanlikning bir qator parametrlarini aniqlash mumkin.
"Hammasi yoki hech narsa" qonuni - bu qoida bo'lib, unga ko'ra qo'zg'aluvchan hujayra chegara ostidagi stimulyatsiyaga javob bermaydi, lekin chegara stimulyatsiyasiga maksimal javob beradi va stimulyatsiya kuchining yanada oshishi bilan javobning kattaligi oshadi. o'zgarmaydi.
№ 100. Harakat potentsiali: grafik ko'rinishi va xususiyatlari, paydo bo'lish va rivojlanish mexanizmlari.
Harakat uchun potentsial- asab signalini uzatish jarayonida tirik hujayra membranasi bo'ylab harakatlanadigan qo'zg'alish to'lqini. Aslida, bu elektr zaryadsizlanishi - qo'zg'aluvchan hujayra membranasining kichik qismida (neyron, mushak tolasi yoki bezli hujayra) potentsialning tez qisqa muddatli o'zgarishi, buning natijasida ushbu bo'limning tashqi yuzasi paydo bo'ladi. membrananing qo'shni bo'limlariga nisbatan manfiy zaryadlangan bo'lsa, uning ichki yuzasi membrananing qo'shni qismlariga nisbatan musbat zaryadlangan bo'ladi. Harakat potentsiali signal (tartibga solish) rolini o'ynaydigan nerv yoki mushak impulsining jismoniy asosidir.
A - tinch holat; B - harakat potensiali paydo bo'lgan membrana
Har qanday harakat potentsiali quyidagi hodisalarga asoslanadi:
1. Tirik hujayra membranasi qutblangan- uning ichki yuzasi tashqi yuzasiga nisbatan manfiy zaryadlangan, chunki uning tashqi yuzasiga yaqin eritmada musbat zaryadlangan zarralar (kationlar) ko'proq, ichki yuzasiga yaqin esa ko'proq manfiy zaryadlangan. zaryadlangan zarralar (anionlar).
2. Membrana tanlab o'tkazuvchandir- turli zarrachalar (atomlar yoki molekulalar) uchun uning o'tkazuvchanligi ularning kattaligiga, elektr zaryadiga va kimyoviy xossalariga bog'liq.
3. Qo'zg'aluvchan hujayraning membranasi uning o'tkazuvchanligini tez o'zgartirishga qodir kationlarning ma'lum bir turi uchun musbat zaryadning tashqi tomondan ichkariga o'tishiga sabab bo'ladi.
Uchinchi hodisa - qo'zg'aluvchan to'qima hujayralarining xususiyati va ularning membranalarining harakat potentsialini hosil qilish va o'tkazish qobiliyatining sababi.
1. Oldindan tikish- depolarizatsiyaning kritik darajasiga (mahalliy qo'zg'alish, mahalliy javob) sekin membrana depolarizatsiyasi jarayoni.
2. Maksimal potentsial, ko'tarilgan qismdan (membrana depolarizatsiyasi) va tushuvchi qismdan (membrananing repolyarizatsiyasi) iborat.
3. Salbiy iz potentsiali- depolarizatsiyaning kritik darajasidan membrana polarizatsiyasining boshlang'ich darajasiga (izli depolarizatsiya).
4. Ijobiy iz potentsiali- membrana potentsialining oshishi va uning asta-sekin asl qiymatiga qaytishi (hiperpolyarizatsiya izi).
No 101. Potensialga bog'liq ion kanallari: tuzilishi, xususiyatlari, faoliyati
Kanallar ion o'ziga xosligi bilan ajralib turadi. Bir turdagi kanallar faqat kaliy ionlarini, ikkinchisi - faqat natriy ionlarini va boshqalarni o'tkazadi.
Ion kuchlanishli kanallar - membrana potentsialining o'zgarishiga javoban ochiladigan va yopiladigan kanallar, masalan, ta'sir potentsiali uchun mas'ul bo'lgan natriy kanallari Agar membrana potentsiali dam olish potentsiali darajasida saqlansa, natriy oqimi deyarli bo'lmaydi. natriy kanallari yopilgan degan ma'noni anglatadi ... Agar biz hozirda membrana potentsialini ijobiy tomonga siljitsak va uni doimiy darajada ushlab tursak, u holda kuchlanishga bog'liq natriy kanallari ochiladi va natriy ionlari kontsentratsiya gradienti bo'ylab hujayra ichiga o'ta boshlaydi. Bu natriy oqimi cho'qqisiga chiqadi va bir necha millisekunddan keyin oqim deyarli nolga tushadi. Yopilgandan so'ng, kanallar faol bo'lmagan holatga o'tadi, bu membrana depolarizatsiyasiga javoban ochilishi mumkin bo'lgan dastlabki yopiq holatdan farq qiladi. Kanallar membrana potentsiali o'zining dastlabki salbiy qiymatiga qaytguncha va bir necha millisekundlik tiklanish davri tugaguniga qadar faol bo'lmagan holda qoladi.
Membrananing juda kichik joylarida oqimlarni ro'yxatga olishda, kanalning "hamma yoki hech narsa" tamoyiliga muvofiq ochilishi aniqlandi. Ochiq kanallar bir xil o'tkazuvchanlikka ega, lekin ular bir-biridan mustaqil ravishda ochiladi va yopiladi, shuning uchun ko'p sonli kanallari bo'lgan butun hujayra membranasi orqali umumiy oqim kanalning ochiqligi darajasi bilan emas, balki ochiq bo'lish ehtimoli bilan belgilanadi. har bir alohida kanal uchun.
Nerv tolalaridagi o'tkazuvchanlik tezligi juda nozik miyelinsiz tolalarda 0,25 m / s ni tashkil qiladi.
Nerv tolasi (akson) bo'ylab ta'sir potentsialining tarqalishi hujayraning qo'zg'aluvchan va qo'zg'atmagan joylari o'rtasida hosil bo'lgan mahalliy oqimlarning paydo bo'lishi bilan bog'liq. Tinch holatda hujayra membranasining tashqi yuzasi ijobiy potentsialga ega, ichki qismi esa salbiy. Qo'zg'alish momentida membrananing polaritesi teskari bo'ladi. Buning natijasida membrananing qo'zg'atilgan va qo'zg'atmagan qismlari o'rtasida potentsial farq paydo bo'ladi va bu ushbu bo'limlar o'rtasida mahalliy oqimlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Hujayra yuzasida mahalliy oqim qo'zg'atilmagan joydan qo'zg'aluvchan maydonga, hujayra ichida - teskari yo'nalishda oqadi. Mahalliy oqim qo'shni qo'zg'atmagan joylarni bezovta qiladi va membrana o'tkazuvchanligini oshiradi. Bu qo'shni hududlarda harakat potentsialini keltirib chiqaradi. Bunda avval qo`zg`algan sohada repolyarizatsiya tiklanish jarayonlari sodir bo`ladi.Yangi qo`zg`algan maydon o`z navbatida elektronegativ bo`ladi va yuzaga kelgan mahalliy tok undan keyingi sohani bezovta qiladi. Bu jarayon ko'p marta takrorlanadi va qo'zg'alish impulslarining hujayraning butun uzunligi bo'ylab har ikki yo'nalishda tarqalishiga olib keladi. Asab tizimida impulslar bir tomonlama o'tkazuvchanlik bilan sinapslar mavjudligi sababli faqat ma'lum bir yo'nalishda o'tadi.
Biomembrananing qarshiligi yuqori, lekin qalinligi kichikligi uchun izolyatsiya qarshiligi texnik kabelnikidan yuz minglab marta past bo'ladi.Shuning uchun bir jinsli nerv tolasi uzoq masofalarda elektr signalini o'tkaza olmaydi.
l = ildiz (dR / 4p)
d - tolaning diametri, R - Ohm * m 2 da membrananing sirt qarshiligi va p - Ohm * m da aksoplazmaning o'ziga xos qarshiligi.
l (doimiy uzunlik) ning ortishi bilan signalning zaiflashuvi darajasi pasayadi, impuls o'tkazuvchanligi tezligi esa ortadi. Doimiy uzunlik l ni oshirishga aksonning d diametrini oshirish orqali erishish mumkin.
№ 103. Miyelinli nerv tolasi bo'ylab harakat potentsialining tarqalish mexanizmi va tezligi.
Yuqori darajada tashkil etilgan hayvonlarda signalning susayishi akson atrofidagi miyelin qobig'i tomonidan oldini oladi. Miyelin qobig'i bo'ylab taxminan har 1-3 mm da Ranvier tutilishi mavjud.
Uning markaziy qismi akson bo'lib, uning membranasi orqali harakat potentsiali o'tkaziladi. Akson aksoplazma, yopishqoq hujayra ichidagi suyuqlik bilan to'ldirilgan.
l ning oshishi bilan signalning zaiflashuvi darajasi pasayadi, impuls o'tkazuvchanligi tezligi esa ortadi.
Miyelinning qarshiligi boshqa biologik membranalarning qarshiligiga nisbatan sezilarli darajada yuqori.Bundan tashqari, mielin qobig'ining qalinligi an'anaviy membrananing qalinligidan ko'p marta kattaroqdir, bu esa tola diametrining oshishiga olib keladi va shunga mos ravishda doimiy uzunlik. l
Miyelin qobig'ining yuqori qarshiligi tufayli oqimlar akson yuzasi bo'ylab oqishi mumkin emas. Bitta tugun qo'zg'alganda, u bilan boshqa tugunlar o'rtasida oqim paydo bo'ladi. Boshqa tugunga kelgan oqim uni qo'zg'atadi, bu joyda harakat potentsiali paydo bo'lishiga olib keladi va shuning uchun jarayon butun tolaga tarqaladi. Miyelin bilan qoplangan tola bo'ylab signal tarqalishi uchun energiya sarfi miyelinsiz tolaga qaraganda sezilarli darajada kamroq.
|
