механизм автоматизма, возбуждения,
проводимости, сократимости
в основе процессов автоматизма, возбуждения, проводимости, сократимости - биоэлектрические процессы в клетках
эти процессы обусловлены движением ионов через клеточные мембраны
движение ионов через клеточные мембраны происходит
- путем активного транспорта ч/з «К-Nа насос», который за 1 цикл выводит из клетки 3Na+ и вводит в клетку 2К+
- путем диффузии по градиенту концентраций, которая может идти по ионным каналам
ионные каналы - клеточные поры, избирательно пропускающие определенные ионы
ПР: есть ионные каналы для К+, которые пропускают только ионы К+
есть ионные каналы для Na+, которые пропускают только ионы Na+
есть ионные каналы для Cl-, которые пропускают только ионы Cl-
ионные каналы могут быть открыты или закрыты, определяя свойство «полупроницаемости» мембраны клетки
работа «К-Nа насоса» и «полупроницаемость» мембраны клетки ведет к неравномерному распределению ионов внутри и вне клетки
ПР: неравномерное распределение ионов К+ и Nа+ возникает, т.к.
«К-Nа насос» за 1 цикл выводит из клетки 3Na+ и вводит в клетку 2К+
в покое диффузия К+ и Nа+ по закрытым ионным каналам отсутствует
в итоге, К+ внутри клетки в 35раз больше, чем вне клетки, Na+ внутри клетки в 20раз меньше, чем вне клетки
ПР: неравномерное распределение ионов Сl- возникает, т.к.
в клетке заряд катионов+ уравновешивают анионы Сl- и анионы внутриклеточных белков
мембрана полупроницаема для подвижных ионов Сl- и непроницаема для белков-анионов
«К-Nа насос» за 1 цикл выводит из клетки 3Na+ и вводит в клетку 2К+
выход Na+ из клетки сопровождается выходом С1- из клетки
в покое диффузия К+ Nа+ С1- по закрытым ионным каналам отсутствует
в итоге, катионов+ внутри клетки меньше, чем вне клетки, и С1- внутри клетки в 15раз меньше, чем вне клетки
в неравномерном распределении ионов внутри и вне клетки важно, что катионов+ внутри клетки меньше, чем вне клетки
поэтому мембрана клетки заряжена изнутри (-), а снаружи (+), то есть мембрана поляризована
на поляризованной мембране регистрируют мембранный потенциал, в покое регистрируют потенциал покоя ПП
при раздражении клетки происходит деполяризация мембраны
при раздражении меняются свойства клеточной мембраны
закрытые в покое ионные каналы открываются
начинается диффузия ионов по ионным каналам по градиенту концентраций
движение ионов изменяет поляризацию мембраны – происходит деполяризация мембраны
при слабом раздражении
ионные каналы открываются на ограниченном участке мембраны
возникает ограниченная (местная) деполяризация мембраны клетки
деполяризация не распространяется на мембрану всей клетки
при сильном раздражении
ионные каналы открываются на ограниченном участке мембраны
возникает ограниченная (местная) деполяризация мембраны клетки
но деполяризация сама открывает новые ионные каналы
в итоге, деполяризация продолжается самостоятельно и распространяется на мембрану всей клетки
есть критический уровень деполяризации КУД, после которого деполяризация клетки продолжается самостоятельно
есть порог раздражения или пороговое раздражение - минимальная сила раздражителя, которая вызывает КУД
есть потенциал действия ПД - изменение мембранного потенциала в ответ на пороговое раздражение
при ПД мембранный потенциал -70мВ скачкообразно меняется до +50мВ, а затем восстанавливается до потенциала покоя ПП
потенциал действия равен около 70+50=120мВ и продолжается 1-2мсек
ПД складывается из деполяризации мембраны, затем из реполяризации мембраны с восстановлением ПП
при раздражении меняются свойства клеточной мембраны
открываются «быстрые» натриевые каналы
в клетку входят Na+
идет деполяризация мембраны
при КУД деполяризация сама открывает новые «быстрые» натриевые каналы
в клетку лавинообразно входят ионы Na+ по градиенту концентрации
при -40мВ открываются «медленные» кальциевые и натриевые каналы
в клетку входят Na+ Са2+
идет деполяризация мембраны
калиевые каналы закрыты, внутри клетки возникает избыток катионов, мембранный потенциал -70мВ меняется на +50мВ
меняются свойства деполяризованной мембраны
при +30мВ закрываются «быстрые» натриевые каналы и открываются каналы для С1-
в клетку входят С1-
идет реполяризация мембраны
при 0мВ закрываются каналы для С1- и открываются калиевые каналы
из клетки выходят К+
идет реполяризация мембраны
при -40мВ закрываются «медленные» кальциевые и натриевые каналы
из клетки выходят К+
при -70мВ калиевые каналы закрываются
запаса ионов в клетке хватает на многократные ПД
у кардиомиоцитов и клеток проводящей системы сердца тоже регистрируют ПП и ПД
в обычных условиях кардиомиоциты и клетки проводящей системы не генерируют электрические импульсы
в обычных условиях электрические импульсы автоматически вырабатывают только Р-клетки синусового узла
в покое они имеют потенциал покоя ПП -60мВ, но отличаются медленной спонтанной деполяризацией
в покое идет спонтанная (автоматическая) деполяризация
при -40мВ открываются «медленные» кальциевые и натриевые каналы
в клетку входят Na+ Са2+, клеточная мембрана деполяризуется
при +30мВ открываются каналы для С1-
в клетку входят С1-, клеточная мембрана реполяризуется
при 0мВ закрываются каналы для С1- и открываются калиевые каналы
из клетки выходят К+
при -40мВ закрываются «медленные» кальциевые и натриевые каналы
из клетки выходят К+, клеточная мембрана реполяризуется до -60мВ
калиевые каналы закрываются
в итоге, идет деполяризация и реполяризация клеточной мембраны
на раздражение кардиомиоциты отвечают сокращением
у кардиомиоцитов при -40мВ открываются «медленные» кальциевые и натриевые каналы
в клетку входят Са2+, которые стимулируют освобождение Са2+ из саркоплазматического ретикулиума
Са2+ активируют сократительные белки актин и миозин – происходит сокращение кардиомиоцитов