Fiziologia ţesuturilor Fiziologia ţesuturilor excitabileexcitabile

ExcitabilitateaExcitabilitatea este capacitatea de-a răspunde la este capacitatea de-a răspunde la excitaţie în mod specializat, orientat, cu o viteză excitaţie în mod specializat, orientat, cu o viteză

maximă.maximă.Excitabilitatea, metabolizmul şi reproducerea sunt Excitabilitatea, metabolizmul şi reproducerea sunt

ptoprietăţi biologice fundamentale.ptoprietăţi biologice fundamentale.

ExcitaţiaExcitaţia este un fenomen biologic complicat care se este un fenomen biologic complicat care se caracterizează prin modificarea proceselor caracterizează prin modificarea proceselor

metabolice şi termogenice, prin depolarizarea metabolice şi termogenice, prin depolarizarea temporară a membranei celulare şi alte manifestări temporară a membranei celulare şi alte manifestări

fiziologice şi biofizice specifice.fiziologice şi biofizice specifice.

Ţesuturi excitabileŢesuturi excitabile sunt: sunt:a)a)Ţesutul nervos;Ţesutul nervos;

b)b)Ţesutul muscular;Ţesutul muscular;c)c)Ţesutul glandular.Ţesutul glandular.

Restul ţesuturilor posedă capacitatea de-a reacţiona la Restul ţesuturilor posedă capacitatea de-a reacţiona la acţiunea stimulurilor prin modificări structurle şi acţiunea stimulurilor prin modificări structurle şi

fizico-chimicefizico-chimice

ExcitanţiiExcitanţii

• 1)fizici (mecanici, termici, electrici, sonori etc.);

• 2) chimici ( acizi, alcaline etc.)

• 3) fizico-chimici ( pH, presiune osmotică etc.)

• 4) adecvaţi

• 5) neadecvaţi

Legele generale ale excitabilităţiiLegele generale ale excitabilităţii

• Intensitatea pragală a excitantului• Modificări membranare locale în răspuns la

stimularea subliminală• Reacţia maximală la intensitatea pragală• Perioada de latenţă• Bruscheţa creşterii intensităţii stimulului-

fenomenul de acomodare• Densitate pe unitate de suprafaţă• Modificări de excitabilitate

MMembrana celulară embrana celulară este o structură care este o structură care delimitează două compartimente- compartimentul delimitează două compartimente- compartimentul

extracelular şi compartimentul intracelularextracelular şi compartimentul intracelular

• Rolul membranei celulare:

• Transmitere de informaţie;

• Transport selectiv de substanţe;

• Diferenţa de potenţial.

Funcţiile membraneiFuncţiile membranei(după I. Haulică,2007, modificat)(după I. Haulică,2007, modificat)

• Asigurarea distribuţiei asimetrice a componentelor ionice;

• Transfer de informaţie intra- şi intercelulară;• Rol de apărare şi secreţie prin fagocitoză, end-

şi exocitoză;• Rol în recunoaştere intercelulară şi apărarea

imunitară;• Reglarea şi limitarea creşterii organelor;• Roluri metabolice intracelulare (energia ATP);• Adezivitatea şi relaţiile intercelulare;• Participarea la mecanismele etiopatogenice.

Transportul membranarTransportul membranar

1. Sistemele de microtransporta) Transport pasivDifuziune simplăOsmoză (difuziune acquadependentă)Echilibrul Donnanb) Transport activÎn contragradient de concentraţiePrin translocare de grup

Transportul membranarTransportul membranar

2. Sistemele de macrotransport

endicitoza

exocitoza

transcitoza sau citopemsisi

coloidopexia

rofeocitoza

Transportul prin difuziuneTransportul prin difuziune

Rata de difuziune- Valoarea diferenţei de concentraţie;- Permiabilitatea membranei pentru

substanţele de difuzie;- Temperatura soluţiei;- Suprafaţa membranei pentru difuziea) Difuziune liberă;b) Difuziune mediată (fascilitată)

Fig.I.1. Diverse forme de pasaj al substanţelor din exteriorul, în interiorul celulei.A – Pasajul direct al substanţei (S), prin intermediul transportorului (T)B – Pasajul substanţei (S), prin traversarea unui canalC – Pasajul substanţei (S), prin pinocitoză

Transportul prin osmozăTransportul prin osmoză

• M= Pos [a(H2O)e - a(H2O)i] unde a(H2O)e şi a(H20)i reprezintă activitatea

termodinamică a apei pe suprafaţa extra~ şi intracelulară a membranei, iar Pos este permeabilitatea osmotică a membranei.

- Permeabilitatea selectivă

- Substanţe osmotic active

- Presiunea osmotică

Transportul condiţionat de Transportul condiţionat de echilibrul Donnanechilibrul Donnan

ACl

BCl

BNa

ANa

Fig.I.2. Structura proteică a pompei Na+-K+-ATP-ază, încorporată în mem-brana celulară. Subunitatea α constituie sistemul antiport.

Fig.I.3. Modelul reprezen-tativ al funcţionării pom-pei Na+K+-ATP-aza. Lini-ile continue indică direcţia transportului activ, iar lini-ile întrerupte indică direcţia transportului pasiv (difu-ziunea).

Fig.I.4. Transportul activ secundar. Majus-culele indică concentraţia mare, comparativ cu cea din fluidul contralateral.

Fig. I.10. Potenţialul de acţiune.A – sistemul de înregistrare; B – valorile determinate

Fig.I.11. Variaţiile conductanţei membranare pentru Na+ şi K+ pe parcursul potenţialului de acţiune. gNa+ atinge maximum în prima milisecundă a apa-riţiei depolarizării; creşterea tardivă a gK+ este responsabilă de repolarizare.

Fig.I.12. Relaţiile de feedback pozitiv, între depolarizarea membranei şi creşterea permeabilităţii pentru Na+, în faza de depolarizare a potenţialului de acţiune.

Fig. I.13. Potenţialul de acţiune în neuron.a – răspunsul local; b – postpotenţialul negativ; c – postpotenţialul pozitiv

Fig. I.14. Modificările potenţialului mem-branar, ca răspuns la acţiunea stimulului electric. Stimulii subliminari (4) provoacă apariţia răs-punsului local (1). Stimulul liminal (3) şi su-praliminal (5) provoacă apariţia potenţialului de acţiune (2) cu amplitudine stabilă. 6 – valoarea potenţialului membranar de repaus; 7 – pragul de excitaţie.

Fig.I.15. Frecvenţa potenţialelor de acţiune ca răspuns la intensitatea stimulării.Înregistrarea este efectuată pe o singură fibră sensitivă a nervului sciatic de broască, în timpul extinderii muşchiului gastrocnemian cu diferite greutăţi (1-1 mg; 2-2 mg; 3-5 mg; 4-10 mg; 5-20 mg; 6-50 mg). Cu creşterea sarcinei se măreşte frecvenţa potenţialelor de acţiune, fără modificarea amplitudinii.

Fig. I.16. Curba intensitate-timp.A-B – reobaza; C – timpul util, D-E – reobaza dublă, F – cronaxia

Fig. I.17. Perioada refractară absolută (1) şi refractară relativă (2).Pentru provocarea potenţialului de acţiune, în perioada refractară relativă, intensitatea stimulilor secundari este mai mare, comparativ cu stimulul primar.

Fig.I.18. Potenţialul de acţiune, conductanţa membranară şi excitabilitatea.• depolarizarea membranară şi perioada refractară absolută: activarea ra-pidă şi

inactivarea conductanţiei sodice (gNa+);• repolarizarea membranară şi perioada refractară relativă: augmentarea foarte tardivă

şi foarte lentă a conductanţei potasice (gK+);• postpotenţialele: faza hiperexcitabilităţii (perioada supranormală), prin re-tenţia

polarizării corespunde efluxului incomplet a ionilor Na+; faza hipo-excitabilităţii (perioada subnormală) rezultă din influxul foarte lent a ionilor K+.