tesuturi excitabile nou

8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

1/94


2/94

• Catedra Fiziologiaomului si Biofizica

• Sef catedraProf. univer. V. Vovc

[email protected]


3/94

Fiziologia tesuturilor

excitabile1 Fiziologia membranei celulare

2 Electrogeneza membranei biologice:potenţialul de repaus

3 Potenţialul de acţiune.

4 Neuronul. Fibrele nervoase


4/94

Fiziologia membranei celulare• Celula este unitateafuncţională de bază a

oricărui organism.

• Funcţiile fundamentale ale

celulei:• creştere şi metabolism• re!roducere• sinteză !roteică

• mişcare.• "ste formată din

• #embrană• Cito!lasmă• $ucleu

%iagram of a t&!ical animal 'eu(ar&otic) cell* s+o,ing subcellularcom!onents. -rganelles:') nucleolus '/) nucleus '0) ribosome '1) vesicle '2) roug+endo!lasmic reticulum '"3) '4) 5olgi a!!aratus '6) C&tos(eleton

'7) smoot+ endo!lasmic reticulum '8) mitoc+ondria '9) vacuole') c&to!lasm '/) l&sosome '0) centrioles ,it+in centrosome


5/94

Structura membranei celulare

Modelul mozaicului fluid

• n 86/* S. Singer and 5. $icolson !ro!osed t+e Fluid #osaic

#odel of membrane structure

Extracellular fluid

CarbohydrateGlycolipid

Transmembraneproteins

Glycoprotein

Peripheralprotein

Cholesterol

Filaments of

cytoskeleton

Cytoplasm

Modelul mozaicului luid, propus de Jonathan S. Singer şiGarth Nicholson, prezintă membrana celulară ca un model fluidmozaicat, unde numeroasele componentele structurale se pot

deplasa liber.


6/94

M e m b r a n a c e l u l a r ă

este o structură care

delimitează două compartimente - compartimentul extracelularşi compartimentul intracelular

Rolul membranei celulare:• Transmitere de informaţie;• Transport selectiv de substanţe;

• Diferenţa de potenţial.


7/94

PROTE!E"E MEM#R$!$RE• rol structural si functional

• 1/ din masa membranei! repre"int# elementulacti$ care determin# propriet#%ile &i func%iile specificeale membranei

• C'()*F*C(RE +,n func%ie de rela%ia cu matriceafosfolipidic#

1- proteine periferice .extrinseci

- proteine inte0rale .intrinseci


8/94

PRTE*2E'E PER*FER*CE .extrinseci

• slab ancorate de matricea fosfoli!idică !rin forţeelectrostatice• au mobilitate mare ;n !lanul membranei* controlată

metabolic3-;n !rinci!al de "$?#" #"#B3$3"

• "Aterne acetilcolinesteraza inactiveazăacetilcolina'c+)

• nterne adenilatciclaza generează #Pc'mesagerintracelular)


9/94

PROTE!E"E !TE%R$"E .intrinseci

R'3R*• C(2('E .ioni &i ap#• TR(2)PRTR* .4carrier5• RECEPTR* 6E67R(2(R*

• PRTE*2E de ata&are intercelular#• PRTE*2E de recunoa&tere intercelular#


10/94

Func%iile ma8ore ale proteinelor membranare1. Funcţia de tansport.

▪ Proteinele tubulare pot aea rol de canale ionice hidrofile ,specifice pentru anumi!i ioni, de e". de Na+, de K+.▪ #lte proteine pot func!iona ca pompe ionice. $n acest caz aucapacitatea de a hidroliza #%P ca sursă de energie pentrupomparea actiă a substan!elor dintr&o parte 'n alta amembranei, de e". Na+ /K + ATPaza.

▪ ("istă şi proteine cu rol de transportor )carrier*, de e". proteina

transportoare de glucoză (GLUT)2. !ctivitate enzimatic". Proteinele membranare pot func!ionaca enzime+ metaloproteinaze pentru componente de matricee"tracelulară, fosfolipaze, inaze, fosfataze care interin 'nmetabolismul celular. $n unele cazuri, mai multe celule suntorganizate ca o echipă care efectuează etape succesie dintr&ocale metabolică.

3. Funcţie de receptor , fiind astfel implicate 'n transduc!ia)transmiterea* semnalului prin membrană. $n domeniilee"tracelulare ale acestor proteine e"istă locuri -site specificepentru mediatori, hormoni, neuromediatori, sau alte moleculecare func!ionează ca mesageri chimici sau liganzi. #cestiaproduc modificări conforma!ionale ale proteinei receptor, care

permit transmiterea informa!iei 'n interiorul celulei.

ATP

Enzymes

Signal

Receptor


11/9411

Recunoaşterea celulă-celulă, rol îndeplinitde glicoproteinele de la suprafaţa celulei

Rol în adeziunea celulă-celulă. Proteinele membranare ale celulelor

învecinate se alătură i formează !oncţiuni"legături# de tip gap !unctions "mai la$e#sau tig%t !unctions "str&nse#

Ataşarea la structurile din citoschelet sauale matrixului extracelular. Proteinelemembranare se leagă de micro'lamentelecitosc%eletului( aceste legături permiţ&ndmenţinerea formei celulei i stabilizareamembranei celulare

4.

5.

6.

)lyco*protein

Funcţiile ma#ore ale proteinelormembranare $ continuare


12/94&'

Exterior

6embranaplasmatic#

*nterior

Protein# transportor Receptor de suprafa%#En"im#

6arker de identitate

.anti0en

(ncorarea la citoschelet(de"iunea celul#9celul#

Func%iile proteinelor plasmatice


13/94


14/94

)istemul de transport ionicmembranar .)T*6

• 9 Canale ionice• 9 Pompe ionice• 9 Transportori ionici


15/94


16/94

(anale ionice

)mod de acti*are+

1- Canale ionice controlate.0ated

• canale voltaj-dependente >controlate de !otenţialul electricde membrană

• canale controlate de liganţi

• canale controlate de stimulimecanici

• canale controlate de concentraţiaaltui ion dect al celui care estetrans!ortat.

-Canale ionice f#r# poart#• necontrolate .non0ated


17/94

(anale ionice

fără

poartă )de repaus+

Clasificare: ;! 2a;! Ca;! Cl• asi0ur# men%inerea poten%ialului

de repaus prin transportul ionic

pasi$! ,n echilibru cu transportulacti$ primar &i secundar

• fluxul ionic de cca- 1


18/94

(anale ionice

cu poartă

Particularităţi:• 9permit un flux contolat mai

rapid---• 9particip# la 0enerarea!

transmiterea sau modulareapoten%ialului de ac%iune

• 9au fost descoperite primele• 9pre"int# o di$ersitate mai mare• 9repre"int# principala %int#

terapeutic#


19/94

un canal ionic prezinta,

• 1- canal de trecerea al ionilor 9 porul sau canalul ionicpropriu9"is>

• - filtrul de selectivitate 9 prin dimensiunile! forma si sarcinasa electrica asi0ura permeabilitatea selecti$a a canalului>

• ?- una sau doua porti 9 confi0uratii moleculare tran"itoriidatorita carora canalele ionice pre"inta o dinamica .@0atin0mecanism@>

• A- un senzor 9 structura recepti$a la actiunea unor factoride control! celulari si extracelulari! care comanda dinamicaportilor-


20/94

(anale ionice cu poartă

• VoltaD de!endente

• Canale de 2a; $olta89 dependenteidentificat 1B


21/94


22/94


23/94

%analul de Na& prezinta o poarta de activare & notata m si una deinactivare & notata . Portile prezinta urmatoarea dinamica+

/ la valoarea potentialului de repaus & canalul de Na0 este !nc!s,

bariera de actiare m este inchisa si cea de inactiare h este deschisa1

/ in faza de depolarizare & canalul de Na0 este desc!s, poarta deactiare m se deschide atunci cand se atinge o depolarizare cuamplitudinea de 23&24 m5 si canalul permite trecerea curentului deNa0 spre interior1

/ in faza de repolarizare & canalul de Na0 este !nact!"at ' poarta h seinchide lent, inactiand dupa un scurt interal )2 ms*, curentul de Na0 rezultat in urma deschiderii portii m. 6analul in stare inactiata, arepoarta m deschisa si poarta h inchisa si dupa 7 ms trece in stare derepaus.


24/94

(anale ionice cu

poartă


25/94


• Controlate c+imic


26/94


• Controlate mecanic


27/94

•

%analele intercelulare (cone)onii*•se gasesc la nielul 8onctiunii permeabile dintre celule, numita gap #onct!on.

•fiecare cone"on este format din 9 hemicanale, apartinand celor douamembrane aflate in apozitie. :iecare hemicanal are 7 unitati proteice caredelimiteaza un por cu diametru de 2,4 nm, permeabil pentru molecule cu

diametru mic, cum ar fi+ apa, ionii, nucleotidele, itaminele, produsii demetabolism celular si mesagerii secundarii.

•acidoza intracelulara si cresterea 6a90 citosolic suprima conductantacone"onilor.


28/94

POMPE O!(E

• transport# acti$ ioni! mol-

or0anice• implic# reac%ii en"imatice

• rat# mic# de transport


29/94

Transportori ionici

• > $aECa• > $aE• > ClEC-0 >• > $aE aa* $aE5• > $aEC-0• > $aEGE/Cl• > GECl


30/94

Tipuri de transport membranar

Procesele de trans!ort celular sunt realizate de anumite !roteine membranare. cestea sunt !roteine im!licate ;nde!lasarea ionilor* moleculelor mici* macromoleculelor* etc.

!rin membrana.Tipuri de transport:

1.Sistemele de microtransport 1- Transport pasi$:"A. difuzie* osmoza* difuzie facilitata

- Transport acti$:"A. trans!ortul macromoleculelor* !om!a de sodiuE!otasiuSe realizeaza !rin intermediul mai multor ti!uri de !roteine:

canale ionice* molecule trans!ortor 'carriers) si H!om!eI. E4din genomul uman codifica !roteine de trans!ort.


31/94

' Sistemele de

m a c r t r a n s p r t

1 (ndicitoza

2 ("ocitoza

3 6oloidope"ia

4 ;ofeocitoza

%ranscitoza


32/94

Pasi*, transportul prin canale ionice

• canalele ionice au un !orcentral desc+is att eAtra> cti intra>celular

• trans!ortul este relativra!id

• trans!ortul are loc ;n direciagradientului electroc+imic al

ionilor res!ectivi


33/94

Pasi$: transportul prin4carriers5 .molecule transportor

Moleculele transportor (+carriers,*:•sunt proteine transmembranare desc-isealternativ pe o parte sau alta amembranei•transportul este mai lent aţa de cel mediat decanalele ionicemediaza +diuzia acilitata, E).: transportul glucozei


34/94

Transportul acti$ primar

• Decur0e cu consum deener0ie obinuta prinhidroli"a (TP9lui>

• Exista ? tipuri de (TP9a"e:F! si P-

• Pompa de sodiu .(TP9a"ade 2a;9; este o (TP9a"ade tip P-

• Pe ba"a ener0iei furni"atede hidroli"a unei moleculede (TP scoate ? ioni de 2a;din celula &i introduce ioni de ;>


35/94

Fi0-*-- )tructura proteic# a pompei 2a;9;9(TP9a"#! ,ncorporat# ,n mem9brana celular#-

Subunitatea J constituie sistemul anti!ort.


36/94

Transportul acti$ secundar.cotransport

Transportul 4cuplat5 care nu utili"ea"a (TP transportacti$ secundar

• transportul unei substane ,n sensul 0radientului de

concentraie poate fi folosit pt a transporta alta moleculasau ion ,mpotri$a 0radientului de concentraie sauelectrochimic>

Cotransport .simport ambii solu%ii sunt transporta%i ,n

aceeai direcie>Contratransport mol- transportate ,n direcii diferite>• ex- transportul 2a; este cuplat cu alte mol>

cotransportul 2a;/;! 2a;/Ca;! etc


37/94

Transportul acti$ secundar


38/94

Fi0-*-?- 6odelul repre"entati$ alfunc%ion#rii pompei 2a;;9(TP9a"a- ile continue indică direcţiatrans!ortului activ* iar lini>ile;ntreru!te indică direcţiatrans!ortului !asiv 'difuziunea).

Fig./.4. 0ransportul activsecundar.


39/94

(aracteristici func.ionale ale membranelor

celulare

#embranele celulare au două caracteristici cu im!licaţii

maDore ;n funcţionalitaea celulei:1. Permeabilitate selectivă2. Încărcătură electrică (polaritate) de o parte i de alta a

membranei.

/-Permeabilitatea selecti*ă a membranei,

• "ste determinată de:• Prezenţa bistratului lipidic* care se o!une trecerii moleculelor solubile ;n

a!ă. #embrana este:• !ermeabila !entru molecule li!osolubile 'acizi grasi* etanol) si molecule de

gaz '-/ si C-/)* care strabat cu usurinta matricea fosfoli!idica• !artial !ermeabilă !entru a!ă şi molecule +idrofobe mici• im!ermeabilă !entru molecule +idrosolubile.

• Interacţiunea ionilor cu apa• Prezenţa canalelor ionice


40/94

7istratul lipidic este semipermeabil

• !ermeabil !entru moleculeli!osolubile 'acizi grasi*etanol) si molecule de gaz '-/ si C-/)* care strabat cuusurinta bistratul fosfoli!idic

• !artial !ermeabil !entru a!aşi molecule +idrofobe mici

• im!ermeabil !entru molecule+idrosolubile: ioni* glucoză*amino>acizi* !roteine* acizinucleici.


41/94

'- 0ncărcătura electrică a membranei, poten.ialul de

repaus1 poten.ialul de ac.iune-

Excitabilitatea membranei-

• "Acitabilitatea este !ro!rietatea unei structuri de a răs!undes!ecific* ra!id şi localizat la un stimul eAtern sau intern.

• Sau* altă definiţie

• "Acitabilitatea este ca!acitatea unei structuri de a capta i prelucra

sau decodi'ca informaţia unui semnal 'stimul) i de a răspundeprintr*o reacţie biologică cores!unzătoare.

• Su!ortul eAcitabilităţii celulare este re!rezentat de dinamica repartiţieiionilor de o !arte şi de alta a membranei celulare şi de existenţa si funcţionalitatea sistemelor de transport ionice transmembranare.

Răspunsul oricărei structuri vii la acţiunea unui semnal este rezultatulinteracţiunii specifce dintre semnal, ca suport al inormaţiei şi ostructură capabilă să decodifce şi să-i preia mesajul inormaţional.Ca urmare a interacţiunii, semnalul devine stimul ! iar structura ce preia inormaţia se defneşte ca receptor ; astfel "ntre cele 2 sisteme se stabilete o relaţie de condiţionare reciprocă uncţională.

( #$%&'$$T&'*+,+''-+$ +#+. $ditor/ eon ,0rean! 23)


42/94

PROPRIETPROPRIETĂŢĂŢII

ELECTRICE ALEELECTRICE ALEMEMBRANEI CELULAREMEMBRANEI CELULARE


43/94

iziologia .esuturilor excitabile

Excitabilitatea este ca!acitatea de>a răs!unde la eAcitaţie ;n mods!ecializat* orientat* cu o viteză maAimă."Acitabilitatea* metabolizmul şi re!roducerea sunt !ro!rietăţi biologice

fundamentale. Excitaţia este un fenomen biologic com!licat care se caracterizează

!rin modificarea !roceselor metabolice şi termogenice* !rin

de!olarizarea tem!orară a membranei celulare cu generarea !otenţialului de acţiune şi alte manifestări fiziologice şi biofizices!ecifice.

Hesuturi excitabile sunt:aHesutul ner$os>bHesutul muscular>

cHesutul 0landular-3estul ţesuturilor !osedă ca!acitatea de>a reacţiona la acţiuneastimulurilor !rin modificări structurale şi fizico>c+imice


44/94

2efini.ii şi precizări

• 5radient de concentraţie sau c+imic: diferenţa deconcentraţie a unui ion sau a unei substanţe dintreinteriorul şi eAteriorul celulei.

• 5radient electric: diferenţa de !otenţial electric dintre

interiorul şi eAteriorul celulei. Se datorează dis!uneriiinegale* asimetrice a ionilor.• %e!olarizare: inversarea !olarităţii membranei* faţă de

starea de re!aus 'sarcini negative la eAterior şi !ozitive la

interior).• 3e!olarizare: revenirea la !olaritatea iniţială* de re!aus'sarcini !ozitive la eAterior şi negative la interior ).


45/94

Poten.ialul de repaus

• Ln stare de re!aus* sarcinile !ozitiveale eAteriorului membranei suntdate de prezenţa sodiului i ale

potasiului .• $aM

• %atorită gradientului de concentratiefavorabil el tinde sa intre ;n celulă.

• n re!aus* membrana celulara esteslab !ermeabilă !entru $aM 'cauza Nnr. de canale de scurgere*

dimensiunea• Ln stare de re!aus* canalele de GMsunt desc+ise. Prin urmare* ;nre!aus* membrana celulara este

!ermeabilă !entru GM


46/94

• PTE2H*('3' DE REP(3) .PR• repre"int# diferen%a de poten%ial ,ntre suprafa%a intern# .electric ne0ati$# &i suprafa%a

extern# .electric po"iti$# a membranei neuronale ,n condi%ii de repaus func%ional• $aloarea 9 I< m J 9 B< m

• cau"a J reparti%ia neuniform# a ionilor de o parte &i de alta a membr-= permeabilitatea selecti$# a membr- . ; K 2a; = pre"en%a (TP9a"ei 2a; / ;= 9 Echilibrul Donnan

K+

Na++ + + + + +

+ +

++++

– – –

– –

– – –

–

– – –

înregistrareapotenţialului

de repaus

POTENŢIALUL DE REPAU

e!tra"elular

#e#$rana

"elular%intra"elular

6ED*3'*2TR(CE'3'

6ED*3'EMTR(CE'3' Tabel 1. Potenţialul de repaus


47/94

(R .mEL/'

(R .mEL/'

2a; 1


48/94

%oncentraţia & intracelular14 mE56l' &e)tracelular4 mE56l

e)tracelular

intracelular

7radient electric

7radient c-imic

& 4 mE56l

& 14 mE56l

1- pe ba"a 0radientului chimicare loc difu"iunea ; dinspre interiorul spre

exteriorul celulei 9 eflux de &- pe ba"a 0raientului electric are loc difu"iunea ;dinspre exteriorul spre

interiorul celulei influxde &

%l$

%l$&

&

Potenţialul de repaus continuare


49/94

• Gradientul de concentratie si canalele de >0 deschise determina uneflu" de >0 catre e"teriorul celulei

• $n acest moment, 'ntre e"teriorul si interiorul celulei se stabileste odiferenta de potential, care, pentru neuron este de @ A4 m5, iar pentrufibra miocardica adulta este de &B3 m5. Această d!%eren&ă de poten&!al se nume'te poten&!al transmem$ranar sau poten&!al derepaus.

• Pr!n urmare, potent!alul de repaus este determ!nat de e%luul de>0, care iese pasi )fără consum energetic* din celulă.

• %oncluzie: arc!n!le poz!t!"e de pe %ata eterna sunt date dee%luul de K+ s! de prezenta Na+*ulu!

• arc!n!le negat!"e de pe %a&a !nternă a mem$rane! sunt date dean!on!! prote!c! , de sul%at! '! %os%at!, răma'! s!ngur!, %ără K+*ulcare*! neutral!za electr!c s! l*.

Potenţialul de repaus continuare


50/94

POTE!

OTE!

3$" MEM#R$!$R 2E REP$4S

$" MEM#R$!$R 2E REP$4S


51/94

Fi0- *-B- Poten%ialul membranar .de repaus- N sistemul de ;nregistrareB N valorile determinate.


52/94


53/94

n ca"ul ,n care membrana este permeabila pentru un sin0ur tip de ion .de ex- ; potenialulde membrana .m $a fi e0al cu potenialul de echilibru pentru ionul respecti$ .E ipoate fi calculat folosind ecua%ia lui 2ernst:

• R constanta uni$ersala a 0a"elor• T temperatura absoluta ,n kel$ini .?!1N;ToC• Q sarcina electrica a ionului• F constanta lui Faraday .OI-AO< coulombi/mol

Potenialul membranar de repaus! ,n celulele permeabile pentru mai mul%i ioni se poatecalcula cu ecua%ia Goldman9od0kin9at":

• P permeabilitatea membranei pt- ionii respecti$in condiii fi"iolo0ice potenialul membranar de repaus al unei celule este ,ntre 9 A< i 9B< m-


54/94

"egile generale ale

excitabilită.ii

• ntensitatea !ragală a eAcitantului• #odificări membranare locale ;n răs!uns la

stimularea subliminală

• 3eacţia maAimală la intensitatea !ragală

• Perioada de latenţă• #odificări de eAcitabilitate


55/94

Excitan.ii

• 1 fi"ici 'mecanici* termici* electrici* sonori etc.)

• chimici ' acizi* alcaline etc.)• ? fi"ico9chimici ' !* !resiune osmotică etc.)• A adec$a%i

• N neadec$a%i


56/94

Excitantii se caracrerizează prin,*ntensitate• Sub!ragală '3


57/94

Durat#:

%urata minimă de acţiune a stimullului !ragal care !rovoaca P>timp util

Cronaxia N tim!ul util a stimulului electric cu valoarea de /reobaze


58/94

Fi0- *-1I- Curba intensitate9timp->B N reobaza C N tim!ul util*%>" N reobaza dublă* F N cronaAia


59/94

5alorile poten.ialului de ec6ilibru

Poten%ialul Ex pentru ioni

6otoneuronulspinal

Fibra muscular#scheletic#

E ;

E 2a;

ECa

;

E Cl +

BA m

; I< m

; 1?< m

< m

BN m

; IN m

; 1< m

B< m


60/94

bb)) )PEC*F*C:)PEC*F*C:O

declandeclan&&at de aplicarea unui stimul supraliminarat de aplicarea unui stimul supraliminarO depolari"are puternicdepolari"are puternic## a membranei celularea membranei celulare

aa 2E)PEC*F*C2E)PEC*F*C::O proporpropor%%ional cu intensitatea stimululuiional cu intensitatea stimululuiO uu&&oaroar## depolari"are a membranei celularedepolari"are a membranei celulare

PTE2PTE2HH*(' 'C('*(' 'C('

TP4R 2E R

P4R 2E R

7SP4!S (E"4"$R

P4!S (E"4"$R

P4R 2E R

P4R 2E R

7SP4!S (E"4"$R

P4!S (E"4"$R

PTE2PTE2HH*(' DE (C*(' DE (CHH*32E*32E


61/94

•POTE!3$"4" 2E $(34!E )P$+

• repre"int# in$ersarea rapid# &i complet re$ersibil# apolarit#%ii membranei neuronale! care de$ine electricpo"iti$# la interior &i electric ne0ati$# la exterior

• fa"ele: perioada de latenţă

depolarizare pragala

depolarizarea 9 p=n# la ;?< mrepolarizarea

postpoten%iale

POTE!T$"4" 2E $(T4!E


62/94

• #plicarea unui stimul cu intensitate prag a produce odepolarizare locală, care, dacă a atinge nielul prag a declanşadeschiderea canalelor rapide de Na0, olta8 dependente.

• Na0 a intra rapid, pasi, -'n aalanşă, 'n celulă, aducCnd unsurplus de sarcini pozitie, care or inersa polaritatea ini!ială Ddepolarizare. $n acest moment membrana este 'ncărcatănegati la e"terior şi poziti 'n interior.

• Entrarea Na0 se opreşte atunci cCnd canalul de Na0 se 'nchide,ca urmare a modificării olta8ului.


63/94

POTE!

OTE!

3$" 2E $(

$" 2E $(

34!E

4!E

$8


64/94


65/94

6ecanismele 0ener#rii P(

1- Depolari"are lenta + poten%ialul pra0alSe desc+id canalele !entru ionii de sodiuP3# scade de la >69 la >22 mV '2CD)

- Depolari"are rapid#- *n$ersarea polarit#%ii + 4o$ershoot5 Se desc+id un nr. mare de canale de $aM Creşte !ermeabilitatea membranei !entru $aM Polaritatea membranei atinge !unctul izoelectic Se dezvolta s!i(e>ul?- Repolari"are rapid#

nc+iderea canalelor !entru $aM%esc+iderea canalelor !entru G M* canale voltaD>de!endente

A- Repolari"are lent# 9 postdepolari"area sau postpotentialul $esti0ialne0ati$

Se datorează eAcesului de sarcini !ozitive din celula $u !oate fi com!ensata de ieşirea G M

N- Posthiperpolari"are / postpotentialul $esti0ial po"iti$ Canalele de G M sunt desc+ise

Pom!a de $aEG scoate activ $aM din celulaP#3


66/94

Potentialul de actiune

The (ction Potential


67/94

7oth 2a; ; channels are closed! and the

membraneSs restin0 potential is maintained.

( stimulus opens some 2a; channels-*f the 2a; influx achie$es threshold potential!

then additional 2a; 0ates open! tri00erin0 an action potential-

(cti$ation 0atesof the 2a; channels are open! but the ; channelsremain closed- 2a; ions rush into the cell! andthe interior of the cell becomes more positi$e-

2a; close and potassium channelsopen- ; ions lea$e the cell andthe loss of positi$e char0e causesthe inside of the cell to becomemore ne0ati$e than the outside-

2a; channels are closed!

but the sloer ; remain open- Uithin amillisecond! the restin0 state is restored-


68/94

Fi0-*-11- aria%iile conductan%ei membranare pentru 2a; &i ; peparcursul poten%ialului de ac%iune- g$aM atinge maAimum ;n !rimamilisecundă a a!ariţiei de!olarizării creşterea tardivă a gGM este res!onsabilăde re!olarizare.


69/94

(aracteristicile poten.ialului de ac.iune

)&+

*ndicatorul F ( Q E ' E

Perioadade laten%#

.pre9poten%ial

Depolari9"area

rapid#

Repolari9"area

rapid#

Postpoten%ialne0ati$.post9depolari"are

Postpoten%ialul po"iti$ .post9repolari"are

Poten%ialul de $=rf

(mplitudinea.m

Deplasarede la$alorile derepaus lacele pra0.9B< m9

.9< m

.9N m9

.9NN m

de la$alorile depra0 la.;?Nm 9.;AN m +$=rf

↓

de la .;?Nm9.;ANm la 19 V din P

Durata .ms

O


70/94

(aracteristicile poten.ialului de ac.iune

)'+

*ndicatorul F ( Q E ' E

Perioada delaten%#.pre9

poten%ial

Depolari9"area

rapid#

Repolari9"area rapid#

Postpoten%ialne0ati$ .post9depolari"are

Postpoten%ialul po"iti$ .post9repolari"are

Poten%ialul de $=rf

7a"a ionic# *nfluxrapid de2a;

*nflux rapidde 2a;

)echestrarede 2a;eflux lent de ;

)echestrarede 2a;eflux maximde ;

eflux de 2a; &iinflux de ;

Conductan%aionic#

02a;

N


71/94

Fi0-*-1- Rela%iile de feedback po"iti$! ,ntredepolari"area membranei &i cre&terea permeabilit#%iipentru 2a;! ,n fa"a de depolari"are a poten%ialuluide ac%iune-


72/94

POTE!

OTE!

3$" "O($" )E"E(TROTO!(+

$" "O($" )E"E(TROTO!(+

$9

$8

m5


73/94

• PTE2H*('3' 'C(' • se reali"ea"# prin stimularea unei "one limitate a membranei

celulare• se manifest# prin:

depolarizare 9 influx de ioni de 2a; sau Ca;

• caracteristici:= sunt 0radate 9 stimuli mai puternici determin# o depol- mai mare= se sumea"# temporo9spa%ial= dac# prin sumare atin0 un ni$el critic .pra0 J $a 0enera un

poten%ial de ac%iune propa0at

P;0EN= =;%!=


74/94

P;0EN= =;%!=

&F4 m5

Stimul slab Stimul puternic

a"on

Potenţialul de acţiune: se propag" la distanţ" prin a)on' "r"decrement ?i respect" legea +totul sau nimic,

2. egea -totul sau nimic+ dacă stimulul depolarizant atinge intensitatea pragse

declanşază poten!ialul de ac!iuneStimul prag intensitatea minimă aunui stimul care produce un

potenţial de acţiune

H %oate poten!ialele de ac!iune auamplitudine constantă dependentă deproprietă!ile membranei celulare !otenţialul prag

" m


75/94

Potentiale locale

• $u se su!un legii tot saunimic• $u au !rag de de!olarizare• $u au !erioada refractara• Se !ot insuma• Sunt conduse decremental• %urata variaza de

conditiile initiale• Pot fi de!olarizari sau

+i!er!olarizari• Pot fi initiate de stimulii

din mediu

Potentiale de actiune• Se su!une legii tot sau nimic

• u !rag de de!olarizare de9>2 mV• u !erioada refractara• $u se !ot insuma• Sunt conduse nedecremental*

am!litudinea este constanta• %urata este constanta si

s!ecifica !entru fiecare ti! decelula

• Sunt de!olarizari• Sunt initiate de de!olarizarea

membranei

6 difi i d i bili l


76/94

6odificari de excitabilitate alemembranei

• Fa"a 1 +i!ereAcitabilitatea• Fa"a eAcitabilitatea scade

brusc la o• !erioada refractara absoluta

• Fa"a ? eAcitabilitateamembranei creste tre!tat

• !erioada refractara relativa• Fa"a A +i!ereAcitabilitate• Fa"a N +i!oeAcitabilitate

2

9 I 4

P;0EN= @E !%NE1 P;(PK%(NLE#M


77/94

0

0 P;0EN= PA!7

(na0

(>0

m5

0I3

&74

$9

s B0/M>=>=

s

1

1

2

2

3

3

SPE>(

4

4

8 PK%(NLE#M ?( ;(P#MS

8

PEA/;!@! AEFA!%0!AC !DB;=>0C

PEA/;!@! AEFA!%0!ACAE=!0/C

;(PK#;E#;(#

PKS%PK%(NLE# PKE%E5

P;(PK%(NLE#M

@EP;=!A/!AE!


78/94

Fi0-*-1O- Poten%ialul de ac%iune! conductan%a membranar# &i excitabilitatea-• depolarizarea membranar# &i perioada refractar# absolut#: acti$area ra9pid# &i

inacti$area conductan%iei sodice .02a;>• repolarizarea membranar# &i perioada refractar# relati$#: au0mentarea foarte

tardi$# &i foarte lent# a conductan%ei potasice .0 ;>• postpotenţialele: fa"a hiperexcitabilit#%ii .perioada supranormal#! prin re9ten%ia

polari"#rii corespunde efluxului incomplet a ionilor 2a;> fa"a hipo9excitabilit#%ii.perioada subnormal# re"ult# din influxul foarte lent a ionilor ;-

P;0EN= @E !%NEEntensitatea stimulului este codificată 'n func!ie de frecen!a poten!ialelor de ac!iune


79/94

Entensitatea stimulului este codificată 'n func!ie de frecen!a poten!ialelor de ac!iune

&F4

35m

moderat putern!c !%eră de poten&!alele locale

7enerarea potenţialului de acţiune:

Stimuldepolarizant

chimic electric

Poten!ial local s u b p

r a g

?eschiderea canalelor de Na0 olta8&dependente ⇒depolarizare localizată )prepoten!ialul*p r a g

#tingerea poten!ialului prag⇒deschiderea mai multor can. de Na0 ⇒ influ" de Na0)depolarizare

6analele de Na0 sunt rapid inactiate oprind influ"ul de Na0

6analele de >0 olta8 dependente se deschid, eflu" de >0 )repolarizare*

6analele de >0 se 'nchid, poten!ialul reenind la aloarea de repaus 5m

;estabilirea echilibrului ionic O pompa Na0 >0

sla$


80/94


81/94

!E4RO!4"


82/94


83/94


84/94

•(O!24(ERE$ POTE!3$"4"4 2E $(34!E 0! #RE"E !ER5O$SE

!n fibrele nervoase amielinice= depolari"area unei "one membranare produce acti$area canalelor de 2a;

adiacente= P( se propa0# 9 sec$en%ial

9 din aproape ,n aproape 9 cu $ite"# mic#

!n fibrele nervoase mielinice = conducerea este saltatorie de la un nod Ran$ier la altul=

explica%ia 9 densitatea foarte mare a canalelor de 2a;

la ni$elulnodurilor Ran$ier 9 teaca de mielin# ⇒ permeab- W a membr- internodale= $ite"a de conducere depinde de:

= 0rosimea fibrei ner$oase= distan%a dintre nodurile Ran$ier


85/94

contains fe# or no Na+ channels

(O!24(ERE$ MP4"S4"4 PR! #RE"E !ER5O$SE ME"!(E

6KN?M6(;(# E


86/94

#


87/94


88/94


89/94


90/94


91/94


92/94


93/94


94/94

tesuturi excitabile nou

Documents