fizjologia1.docx

Budowa błony komórkowej:

Dwuwarstwa fosfolipidowa, którą tworzą fosfolipidy skierowane hydrofilowymi główkami fosfatowymi na zewnątrz a hydrofobowymi resztkami kw tłuszczowych do wewnątrz. Z dwuwarstwą łączą się białka: powierzchowne/peryferyczne/- na zew/wew, białka integralne(transbłonowe)-> spełniałą  f-cję w transporcie informacji i przekazywaniu informacji w poprzek błony

·         Płynność- cząst. Fosfolipidów mogą drgać, wyk. Ruchy rotacyjne. Płynnośc zmniejsza się pod wpływem niskiej temp i zwiększenia il. cholesterolu

F-cja błony komórkowej:

F-cja:  izoluje środowisko wew  komórki od jej środowiska środowiska zew (blokuje przepływ dużych cząstek organicznych Tj. białka, glukoza, oraz małych obdarzonych ładunkiem elektr. Np. jony. Przepuszczalna dla małych, obojętnie elektycznych cząsteczek- tlen, CO2 i H2O)

Dwuwarstwa lipidowa jest nieprzepuszczalna dla jonów-stan stabilności elektrofizjologicznej komórki

Duwarstwa ma wł. Izolatora elektrycznego, które są kluczowe dla utrzymania gradientu elektrycznego przebiegającego w poprzek błony komórkowej.

Kanały jonowe- wyspecjalizowane białka, których struktura umozliwia przepływ w poprzek błony komórkowej. Przepływ jonów regulowanych jest przez zmiany konformacji łańc. Białka kanałowego. TRANSPORT BIERNY

Stany funkcjonalne kanału: otwarty i zamknięty (nieprzepuszczalny dla jonów)- na każdy z tych stanów wpływa jeden lub więcej stanów konformacji łańc. Białkowych

Cechy kanału:

a)      Selektywność- przez otwarty kanał mogą przepływać ściśle określone jony, charakterystyczne dla danego kanału. Jest to podstawowe znaczenie dla prawidłowego przekazu zmian potencjału elektr wzdłuż bł. Kom

b)      Czynnik, który powoduje zmiany konformacyjne w obrębie łańc. Białkowego i wywołuje w rezultacie otwarcie/ zamknięcie kanału jonowego.

è    Kanały mechaniczne- zmiana konformacyjna związana z mechanicznym odkształceniem łańcuchów białkowych-  > odkształcenie błony komórkowej związanej z łańcuchem białkowym-> fizyczne przesunięcie łańcucha białk  np. w kom. Rzęskowatych  ucha wew.

è    Ligandozalezne- zudowane z białek allosterycznych, gdzie zmiana konformacji następuje po przyłączeniu liganda do miejsca receptorowego. Na stan kanałów mogą wpływac inf z śr zew i wew [przekazywanie inf z kom do kom-> neuroprzekaźniki],  ( bo receptory znajdują się po obu stronach cytoplazmy)

·         Kanały wyciekowe (typ ligandozależnych) pozostają otwarte nawet, gdy na błonę nie dziala żaden bodziec , zwiększa przepuszczalnośc dla niektórych jonów nieorganicznych,  reguluje wartości potencjału spoczynkowego bł. Kom.

è    Potencjałozależne- czynnik wpływający na konformację to potencjał elektryczny bł kom wynikający z rozkładu ładunków po obu str błony. Zmiana ład elektrycznego wew-> zmiana stanu kanałów potncjozaleznych zwiazana z wyst. Czujnika potencjału ( zmiana polożenia)-> zmiana konformacji pozostałych łańcuchów białkowych np. w zjawisku pobudliwości komórek- umożliwia to powst. Potencjału czynnościowego i przewodzenie inf wzdłuż błony kom na duże odległości

è    Zależne od temperatury

·         Kanały reagujące na fizjologicznie niskie temp (<33st), ale otwieraja się także pod wpływem mentolu

·         -//- niskie temp (>33st), otwierają się tez pod wpływem kapsaicyny

Pompa Na-K:

Transportuje jony sodowe z wnętrza komórki na zewnątrz z jednoczesnym transportem jonów potasowych do wnętrza komórki z środowiska zewnętrznego.  W czasie jednego obrotu pompy dwa jony potasowe transportowane są do wnętrza komórki a 3 jony Na z wnętrza na zewnątrz.

·         Fizjologiczna rola pompy:

W wyniku aktywności pompy zmienia się skład chemiczny cytoplazmy. Zmniejsza się st. Na+ a zwiększa st K+. Powstaje gradient stężeń m. wnętrzem komórki a cz zewnętrzną.

Przy każdy obrocie pompy dwa ładunki potasu transportowane do wnętrza komórki a trzy kationy sodu z wnętrza na zewnątrz-> zwiększa się ujemne st.wew komórki= pompa działa elektrogennie

Pompa ma pośrednie działanie w regulacji bilansu wodnego.

Potencjał spoczynkowy- stabilny potencjał charakt. Błonę komórkową na która nie działa żaden bodziec , na której nie występują skutki zadziałania poprzedniego bodżca  i nie wykazuje spontanicznej aktywności elektrycznej.

Geneza potencjału spoczynkowego:

1)      Wyst w komórce dużych jonów organicznych o ujemnym ładunku wypadkowym np. białka, kw nukleinowe, metabolity

2)      Elektrogenna aktywność pompy Na-K=>powstanie przewagi ładunków ujemnych po wewnętrznej stronie błony. W błonie komórkowej występują kanały wyciekowe- jony przemieszczają się m. cytoplazma a śr. Zew i moduluja stan polaryzacji błony. Modulacja odbywa się przez siłę chemiczną( z prawami dyfuzji) i elektrostatyczną(jony przyciągane są przez – śr).

R-nie Nernsta- Określa tylko potencjał równowagi dla danego jonu na podstawie różnicy stężeń tego jonu po dwóch stronach błony.

Pokazuje, że potencjał równowagi zalezy od gradientu stężeń jonu między wnętrzem komórki a jej środowiskiem zewnętrznym.

Znaczenie potencjału spoczynkowego: zapewnia odpowiednie warunki dla przepływu informacji w postaci zmian elektrycznych, precyzyjna regulacja wartości potencjału (kanaly wyciekowe) zapewnia precyzyjny przekaz informacji.

Potencjał równowagi- potencjał przyłożony do błony przepuszczalnej dla danego jonu, którego rezultatem jest siła elektrostatyczna równoważąca siłę chemiczną wynikającą z różnicy stężen tego jonu po obydwu stronach błony. Nie jest właściwością błony komórkowej, lecz charakteryzuje  gradient stężeń danego jonu.

Ze względu na wystepowanie w błonie potasowych kanalików wyciekowych zmiana potencjału spoczynkowego, która spowoduje zwiększenie różnicy między potencjałem błony a potencjałem równowagi dla jonu K, będzie powodowała zwiększenie prądu potasowego. Prąd powoduje przywrócenie potencjału błony do wartości jak najbliższej potencjałowi równowagi dla jonu potasowego.

R-nie Goldmana: pozwala z duża dokładnością przewidzieć wartość potencjału błony na podstawie gradientów  stężeń jonów i przepuszczalności błony komórkowej dla tych jonów.

Potencjał lokalny: powstaje w cześci błony, w której znajdują się kanały otwarte przez działający na kom. Bodziec., i jest przewodzony we wszystkich komórkach pod bloną kom. Jako cytoplazmatyczny prąd jonowy.  Potencjał ten ma charakter: depolaryzacji i hyperpolaryzacji.  Amplituda potencjału lokalnego zależy od liczby otwartych kanałów jonowych. Prawdopodobieństwo otwarcia kanałów zwiększa się z amplitudą bodźca (siłą). Większa siła, więcej kanałów.  Amplituda jest stopniowana i proporcjonalna do siły bodźca działającego na komórkę.

Jest to potencjał, który rozprzestrzenia się lokalnie na niewielkie odległości.

Potencjał czynnościowy- fazy:

1)      Depolaryzacja- potencjał wzrośnie powżej potencjał spoczynkowy (jego wartość). Otwarcie bramek aktywacyjnych kanałów sodowych-> dokomórkowy prąd sodowy. Prąd spowoduje dalszą depolaryzację. Zwiększenie natężenia odkom orkowego pradu prądu potasowego, który będzie przeciwdziałal depolaryzacji. Przeplyw jonów potasowych w początkowej fazie odbywa się przez kanały wyciekowe, a potem przez potencjałozależne kanały potasowe, których bramka otwiera się pod wpływem depolaryzacji później niż bramka aktywacyjna kanału sodowego.

Nat prądu Na< Nat. Prądu K-> potencjał błony powróci do wart. Spoczynkowej.

Prąd Na >Nat. Prądu K-> zwiekszona depolaryzacja błony zw. Z większa il. Kationów po zewnętrznej stronie blony. I zwiększone otwieranie kolejnych kanałow sodowych.

2)      Repolaryzacja

Zamykają się bramki inaktywacyjne kanałów Na, a otweraja się bramki kanałów K-> szybko zmiejsza się przepuszczalność  błony dla jonów sodowych, a jony K gwałtownie przemieszczaja się z wnętrza komórki na zew. Pod wpływem siły elektrochemicznej. Utrzymujący się prad odkomórowy potasowy wywołuje repolaryzacjęà potencjał bł. Kom. Osiąga wartość potencjału spoczynkowego.

3)      Hyperpolaryzacja- stan obniżenia potencjału błony poniżej wartość potencjalu spoczynkowego. Kanały K zamykaja się z poóxnieniem i nadmierny odpływ jonow k z komórki.

Potencjał czynnościowy -  cechy:

1) powstaje wg zasady „wszystko albo nic”, która oznacza, że powstanie on zawsze, gdy bodziec osiągnie co najmniej wartość progową, przy czym jego wartość (amplituda) nie zależy od siły bodźca. Siła jest kodowana częstotliwością wyładowań w jednostce czasu;

2) jest nie wygasający;

3) rozprzestrzenia się, przy czym przemieszcza się od miejsca powstawania zawsze w kierunku zakończenia aksonu.

Refrakcja względna i bezwzględna:

Bezwzględna- czas po powstaniu potencjału czynnościowego, w którym bez względu na siłę działającego bodźca nie może powstać kolejny potencjał czynnościowy. Ogranicza maksymalną częstotliwość potencjałów czynnościowych w danym neuronie. Jej mechanizm związany jest z zamykaniem bramek inaktywacyjnych kanałów Na na szczycie potencjału czynnościowego.

Czynnik zamykający: depolaryzacja. Po powrocie błony do stanu spoczynkowego bramki otwierają się.

Względna- czas po zakończeniu refrakcji bezwzględnej, w którym może powstać kolejny potencjał czynnościowy, ale najmniejsza siła bodźca wystarczająca do wywołania potencjału czynnościowego jest większa niż siła bodźca progowego dla błony znajdującej się w spoczynku.

Propagacja potencjału czynnościowego:

Powstawania na kolejnych odcinkach błony aksonu kolejnych potencjałów czynnościowych de Novo, pod wpływem depolaryzacji wywołanej potencjałami czynnościowymi pojawiającymi się- czasowo i przestrzennie- wczesniej. Jeśli na kolejnych odcinkach aksonu potencjał czynnościowy powstaje de Novo, to zawsze powstaje z taką samą, maksymalną amplituda. Reguła wszystko albo nic.