Лекція на тему:

Фізіологія збудливих тканин. електрогенез процесу збудждення. сучасні
уявлення про будову і функції мембран

План лекції

Сучасні уявлення про будову і функції мембран.

Транспорт речовин через біологічні мембрани.

Збудливі тканини та їх загальні властивості.

Електричні явища в збудливих тканинах.

Детальне знайомство з будовою і функціями біологічних мембран дається в
курсах гістології, біофізики. З позицій фізіології важливі такі деталі:
кожна плазматична мембрана має два шари фосфоліпідів. В них вмонтовані
бiлки (інтегральні), а на їх поверхні є периферичні бiлки і вуглеводи.
Останніх багато, особливо в ентероцитах, вони утворюють глікокалікс, що
виконує певну функцію. Зокрема в ентероцитах він використовується як
фільтр при всмоктуванні речовин. Бiлки відіграють важливу роль: це
ферменти (наприклад, що беруть участь в гідролізі АТФ), переносщики,
іонні канали, рецептори. Всі бiлки мембрани синтезуються в
ендоплазматичному ретикулумi, а потім направляються в апарат Гольджі,
відкіля вони розподіляються на відповідні ділянки мембрани.

Мембрана відіграє велику роль у життєдіяльності клітини. Однією з
функцій мембрани є бар’єрно-транспортна: мембрана визначає потоки
речовин, що йдуть через неї, мікросередовище, тобто склад цитоплазми.
Мембрана бере участь в генерації ПД (потенціалу дії), в генерації
енергії (наприклад, мембрани мітохондрій). Мембрани здійснюють функцію
міжклітинної взаємодії — наприклад, передачу сигналу від одного нейрона
до іншого.

ТРАНСПОРТ РЕЧОВИН ЧЕРЕЗ БІОЛОГІЧНІ МЕМБРАНИ

Класифікація. Розрізняють: прямий і опосередкований транспорт. Прямий
— без участі переносщиків, опосередкований — за їх участю. Наприклад,
транспорт глюкози за участю переносщика.

Опосередкований транспорт здійснюється з витратою енергії (активний
транспорт) або без витрати енергії (полегшена дифузія). Прямий
транспорт завжди йде по типу пасивного транспорту.

З сказаного ясно, що другий варіант класифікації — це виділення двох
основних видів транспорту речовин — пасивного і активного.

Третій варіант класифікації — транспорт із зміною архітектури мембрани
(екзоцитоз, ендоцитоз) або без зміни структури мембрани (всі інші види
транспорту).

Четвертий варіант класифікації — це транспорт, спряжений із переносом
двох речовин (котранспорт), що може протікати по типі симпорта (дві
речовини йдуть в одному напрямку — наприклад Nа + глюкоза) або по типу
ангипорта (одна речовина йде в клітину, друга -з клітини або навпаки —
Nа і K). Антипод котранспорту — звичайний транспорт, або уніпорт, тобто
коли переноситься одна речовина, наприклад, молекули глюкози.

Пасивний транспорт. Розрізняють два його види — просту дифузію і
полегшену дифузію. Проста дифузія йде відповідно до закону Фіка — за
хімічним або електрохімічним градієнтом. Наприклад, в клітині натрію 14
ммоль, а в середовищі — 140 ммоль, в цьому випадку пасивний потік
повинний бути спрямований в клітину. В живих системах цей вид
транспорту використовуеться обмежено. Кисень, вуглекислий газ, вода —
вони можуть у такий спосіб здійснювати перехід із клітини в середовище
або навпаки. Важливо, що для пасивної простої дифузії речовина повинна
бути жиророзчинна. Гiдрофiльнi речовини пройти у фосфолiпiдному шарі
мембрани не можуть. В цілому, витрати енергії на цей процес не
стається, тому що дифузія йде за градієнтом. Полегшена дифузія проходить
по двох варiантах- за участю переносщиків або при наявності
спецiалiзованих каналів. Виявлено, що в мембранах є спеціальні
бiлки-переносщики, які специфiчно зв`язуються із транспортованою
молекулою, сприяють її переносу за градіентом концентрації. Таким
чином, витрат енергії не відбувається, а шлях через мембрану
полегшується за рахунок наявності специфічного переносщика.
Специфічність проявляється,наприклад, в тому, що D-iзомери цукрiв
транспортуються таким чином, а L-iзомери нi, або L-амiнокислоти
транспортуються, а D-амiнокислоти нi. Іонні канали — це iнтегральнi
бiлки мембрани, яки виконують функцію транспорту для вiдповiдного iона.
Селективнiсть каналу забезпечується за рахунок геометрiї ( дiаметр
селективного фiльтра), за рахунок внутрiшньоканального розташування
заряджених частинок (наприклад, для катiон-пропускаючих каналiв —
анiоннi частинки).Кожен iонний канал мiстить устя, селективний фiльтр,
ворота i механiзм управління воротами. Частина каналів керується за
рахунок різниці потенціалів на мембрані (потенцiал- залежнi іонні
канали) — для цього поруч із каналом є електричний сенсор, що в
залежності від величимни мембранного потенціалу або відчиняє ворота
каналів, або тримає їх закритими. Другий варіант іонних каналів —
ворота каналів керуються за рахунок рецептора, розташованого на поверхні
мембрани: при взаємодії медiатора (лiганда) з цим рецептором може
відбуватися відкриття іонних каналів. В деяких рецептокеруючих каналах
між рецептором і ворiтним механізмом є проміжна стадія (посередник типу
цАМФ, протеiнкiнизи i т.п.).

Селективнiсть iонних каналів багато в чому визначається геометрією
каналу. Наприклад, кристалічний діаметр іона натрію — 0,19 нм, разом із
гiдратною оболонкою його діаметр становить біля 0,3 нм. Устя каналу
0,3-0,5 нм. Для того, щоб пройти через канал (головне — через
селективний фільтр), іон натрію або iнший іон повинен звільнитися від
гiдратної оболонки і тільки в «голому» виглядi може пройти через канал.
Занадто великий іон не може ввійти в канал, занадто маленький не
спроможний віддати гiдратну оболонку в селективному фільтрі, тому не
може вискочити з каналу.

Натрієві канали мають устя, селективний фільтр, ворiтний механізм.
Ворота в них двох типів — активацiйнi (м-ворота) і iнактивацiйнi
(h-ворота). В умовах спокою (МП=80 м, наприклад), активацiйнi ворота
закриті, але готовi в будь-яку хвилину відчинитися, а iнактивацiйнi
ворота відкриті. При зниженні МП (наприклад, до 60 м) активацiйнi ворота
вiдчиняються і впускають іони натрію в клітину, але незабаром починають
закриватися iнактивацiйнi ворота (відбувається iнактивацiя натрієвих
каналів). Через якiсь час закриваються активацiйнi ворота,
вiдчиняються iнактивацiйнi ворота, і канал готовий до нового циклу.
Канал блокується тетродоксином, місцевими анестетиками (новокаїном,
іншими речовинами). Це використовується в медичній практицi.

Калієві канали теж достатньо селективні — в основному пропускають іони
калію. Вони блокуються тетраетиламонiєвим. Процеси iнактивацii в них
виражені слабко.

Кальцієві канали — мають всі атрибути іонного каналу (устя, ворiтний
механізм, фільтр). Блокуються іонами марганцю, нікелю, кадмiю
(двовалентні іони), а також лікарськими речовинами — верапамiлом,
нiфедипiном, дильтиаземом, що використовуються в клінічній практицi.

Активний транспорт: розрізняють первинно-активний транспорт, при якому
енергія використовуеться на перенос даної речовини проти градіенту його
концентрації, а також вторинно-активний транспорт, при якому енергія на
перенос даної речовини (наприклад, молекули глюкози) використовується за
рахунок механізму переносу іншої речовини (наприклад, натрію).

Первинно-активний транспорт широко представлений в організмі. Це калій
-натрієва помпа, натрій-водневий обмінний механізм, натрій-кальцієвий
обмінний механізм, кальцієва помпа і т.д. Суть його складається в тому,
що в мембрані є переносщик, який володіє АТФ-азною активністю, тобто він
спроможний розщеплювати АТФ і вивільнювати енергію, що і
використовується на перенос речовини. Конкретно: калiй- натрiєва помпа
«викачує» із клітини іони натрію, а «вкачує» іони калію (проти градієнту
концентрації). Щоб здійснити перенос натрію з клітини в середовище,
переносщик (калiй- натрiєва АТФ-аза) всередині клітини з’єднується з
іонами натрію, в результаті активується АТФ-азна активність переносщика,
відбувається гiдролiз АТФ, це викликає звільнення енергії, в результаті
— переносщик переносить натрій у середовище. Тут він втрачає
спорідненість до натрію, але набуває спорідненості до калію і приєднує
його іони. В результаті — змінюється конформація переносщика, і він
(якимось чином?) знову повертається до внутрішньої поверхні мембрани,
вносячи в клітину іони калію. Тут знову він втрачає спорідненість до
іонів калію, але набуває спорідненість до іонів натрію, і цикл
повторюється. Помпа iнгiбується уабаiном (строфантин С). Конкретні
механізми роботи помпи ще багато в чому не ясні.

Вторинно-активний транспорт. В основному представлений в ентероцитах, в
епітелії нирок. Суть його полягає в слiдуючому (на прикладі транспорту
молекули глюкози). Молекула глюкози повинна ввійти в клітину, де її
концентрація набагато вища, ніж у середовищi. Для того, щоб це
вiдбулося, необхідні витрати енергії. Але витрачається енергія, що
раніше була витрачена на транспорт натрію. Справа в тому, що в цій
клітині створюються за рахунок роботи калiй-натрiєвої помпи низькі
концентрації натрію. При наявності високих концентрацій натрію в
середовищi — натрій захоче ввiйти в клітину (за градієнтом). Отже,
молекула глюкози приєднується до специфічного перенощика, до якого
приеднується іон натрію. В результаті градієнту концентрації (для
натрію) цей «комбайн» (переносщик + глюкоза + іон натрію) переноситься
всередину клітини, де глюкоза і натрій вiдщеплюються від переносщика, а
переносщик «іде» знову виконувати свою роботу. Натрій вiдкачується
помпою, а глюкоза покидає клітину з iншоi сторони вже по градіенту
концентрації (полегшена дифузія по типу «транспорт за участю
переносщика»).

В цілому, представлені приклади демонструють наявність у живих системах
котранспорту, коли одним механізмом транспортується одночасно дві
молекули. У випадку калiй- натрiєвої помпи має місце антипорт (калій йде
в одну сторону, натрій у протилежну), у випадку вторинно-активного
транспорту має місце симпорт.

Ендоцитоз і екзоцитоз. Це варіанти транспорту, при яких змінюється
архітектура мембран. Він здійснюється з витратою енергії. Ендоцитоз — це
введення великомолекулярних частинок з середовища в клiтину. Один його
варiант- фагоцитоз, другий- пiноцитоз. Пiноцитоз представляє собою
спосiб утворення клiтиною білкової молекули без її попереднього
гiдролiзу. Такий механiзм, наприклад, має місце в новонароджених, що із
молоком матері одержують антитiла (iмуноглобулiни), через ентероцити,
які потрапляють в організм дитини, будучи цілком незруйнованими і
спроможними до виконання своїх функцій.

Екзоцитоз — це виділення великих молекул із клітини. Приклад тому —
виділення квантів медiатора з везикули в синапсi.

ЗБУДЛИВІ ТКАНИНИ І ЇХ ЗАГАЛЬНI ВЛАСТИВОСТІ

Збудливі тканини — це нервова, м`язева і залозиста структури, що
спроможнi спонтанно або у відповідь на дію подразника збуджуватися.
Збудження — це генерація потенціалу дії (ПД) + поширення ПД + специфічна
відповідь тканини на цей потенціал, наприклад, скорочення, виділення
секрету, виділення кванту медiатора.

Властивості збудливих тканин і показники, їх що характеризують:

Властивості Показники

1. Збуджуваність – здатнiсть збуджуватися Поріг подразнення, реобаза,
хронаксiя, тривалість абсолютної рефрактерноi фази.

2. Провідність – здатність наприклад, проводити збудження, тобто
проводити ПД. Швидкість проведення ПД, у нерва вона може досягати 120
м/с .

3. Скоротливiсть — здатність розвивати силу або напругу при збудженні.
Максимальний розмiр сили, напруги при збудженні

4. Лабільність — або функціональна рухомiсть- спроможнiсть до ритмiчної
активностi. Максимальне число збуджень в одиницю часу.

5. Спроможнiсть виділяти секрет (секреторна активність), медiатор Розмiр
квантового виходу, обсяг секрету.

ЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА У ЗБУДЛИВИХ ТКАНИНАХ

Класифікація:

Бiопотенцiали — загальна назва усіх видiв електричних процесів у живих
системах.

Потенціал ушкодження — історично перше поняття про електричну активність
живого (демаркаційний потенціал). Це різниця потенціалів між
неушкодженною і ушкодженої поверхнями живих збудливих тканин (м’язи,
нерви). Розгадка його природи призвела до створення мембранної теорії
бiопотенціалiв.

Мембранний потенціал (МП)- це різниця потенціалів між зовнішньою і
внутрішньою поверхнями клітини (м`язевого волокна) у спокою. Звичайно
МП, або потенціал спокою, складає 50-80 мВ, зі знаком «-» всередині
клітини. При збудженнi клітини реєструється потенціал дії — швидка
зміна мембранного потенціалу під час збудження.

Рецепторний (генераторний) потенціал — зміна МП рецепторних клітин під
час їх збудження.

Постсинаптичнi потенціали (варіанти: збудливий постсинаптичний
потенціал — ЗПСП, гальмiвний постсинаптичний потенціал — ГПСП, окремий
випадок збудливого постсинаптичного потенціалу — ПКП — потенціал
кiнцевоi пластинки).

Викликаний потенціал — це потенціал дії нейрона, що виникає у відповідь
на збудження рецептора, що несе інформацію до цього нейрона.

??$???????

?$?? ???????

???$????

P сумарна електрична активність серця, мозку, скелетних м’язів при їх
збудженні.

Історія — це Гальванi, Маттеучі, Дюбуа — Реймон, Бернштейн, Ходжкiн,
Хакслi, Катц.

Більш детально усі види бiоелектричноi активності будуть описані в
наступному.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ БIОЕЛЕКТРИЧНИХ ЯВИЩ

Л. Гальвані був першим, хто впевнився в iснуваннi «тваринної електрики».
Його перший (балконий) дослiд полягав в тому, що препарат задніх лапок
жаби на мiдному гачку був пiдвiшений до залiзного балкона. Вiд вiтру вiн
торкався балконних поручнів, i це викликало скорочення м`язiв. По
Гальванi, це було результатом замикання ланцюга струму, в результатi
чого «тваринна електрика» викликала скорочення. Вольта (iталiйскiй
фiзик) заперечив це. Вiн висунув думку, що скорочення обумовлене
наявнiстю «гальванiчноi пари» — залiзо- мiдь. У вiдповiдь Гальванi
поставив другий дослiд (дослiд без залiза), який довів iдею автора:
нервом сполучали пошкоджену i непошкоджену поверхні м`за i у вiдповiдь—
скорочення iнтактного м`яза. На сьогоднi є два основних метода
реєстрацiї бiопотенцiалiв: позаклітинний і внутрішньоклітинний.
Позаклітинний спосіб — це відведення різниці потенціалів між двома
точками тканини, органа. Варіанти — монополярне відведення (один
електрод заземлений), бiполярне відведення (обидва електроди активні).
Контактний спосiб— електроди безпосередньо стикаються з об’єктом
дослідження, дистантний (наприклад, при ЕКГ-графii) — між об’єктом
дослідження й електродами є середовище. В цілому, при позаклітинному
методі відводиться лише частина потенціалу. Мембранний потенціал
вимiряти не можна.

Внутрішньоклітинний спосіб: один електрод — у середовищi, другий
(скляна піпетка) — вводиться в середину клітини. Реєструється різниця
потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани. Піпетка
попередньо заповнюється розчином хлористого калію.

МЕМБРАННИЙ ПОТЕНЦIАЛ І ЙОГО ПОХОДЖЕННЯ

МП, або потенціал спокою, — це різниця потенціалів між зовнішньою і
внутрішньою поверхнями мембрани в умовах спокою. В середньому в клітин
збудливих тканин він досягає 50-80 мВ, із знаком «-» всередині клітини.
Обумовлений переважно іонами калію. Як відомо, в клітинах збудливих
тканин концентрація іонів калію досягає 150 ммоль/л, у середовищi -.4-5
ммоль (іонів калію набагато більше в клітині, чим у середовищi). Тому за
градієнтом концентрації калій може виходити з клітини, і це відбувається
за участю калієвих каналів, частина яких відкрита в умовах спокою. В
результаті через те, що мембрана непроникна для аніонів клітини
(глутамат, аспартат, органічні фосфати), на внутрішній поверхні клітини
утворюється надлишок негативно заряджених часток, а на зовнішній —
надлишок позитивно заряджених частинок. Виникає різниця потенціалів. Ця
ситуація описується рівнянням Нернста:

Чим вище концентрація калію в середовищi — тим менше це вiдношення, тим
менше величина мембранного потенціалу. Проте розрахована величина, як
правило, нижче реальної. Наприклад, по розрахунках МП повинний бути -90
мВ, а реально -70 мВ. Ця розбіжність обумовлена тим, що iони натрію і
хлору теж вносять свій внесок у створення МП. Зокрема, відомо, що натрію
більше в середовищi (140 ммоль/л проти 14 ммоль/л внутрішньоклітинної).
Тому натрій може ввійти в клітину. Але велика частина натрієвих каналів
в умовах спокою закритi. Тому в клітину входить лише невелика частина
іонів натрію. Але і цього достатньо, щоб хоча б частково компенсувати
надлишок аніонів. Іон хлору, навпаки, входять у клітину (частково) і
вносять негативнi заряди. В результатi величина мембранного потенціалу
визначається в основному калієм, а також натрієм і хлором. Формула
Гольдмана- Ходжкiна (див. у підручнику) описує це явище.

Для того щоб МП підтримувався на постійному рівні, необхідно підтримка
іонної асиметрії. Для цього, зокрема, є калiй- натрiєва помпа (і
хлорна), що відновлює іонну асиметрію, особливо після акту збудження.
Доказом калієвої природи МП є наявність залежності: чим вище
концентрація калію в середовищi, тим менше розмiр МП. Для подальшого
викладення важливо поняття: деполяризацiя (зменшення МП, наприклад, від
мінус 90 мВ до мінус 70 мВ) і гiперполяризацiя. — протилежне явище.

ПОТЕНЦIАЛ ДІЇ

Потенціал дії — це короткочасна зміна різниці потенціалу між зовнішньою
і внутрішньою поверхнями мембрани (або між двома точками тканини), що
виникає в момент збудження. При реєстрації потенціалу дії за допомогою
мiкроелектродноi техніки спостерігається типовий пікоподібний потенціал.
В ньому виділяють такi фази або компоненти:

1. Локальна відповідь — початковий етап деполяризацii.

2. Фаза деполяризацii — швидке зниження мембранного потенціалу до нуля
і перезарядження мембрани (реверсія, або овершут).

3. Фаза реполяризацii — вiдновлення вихідного рівня мембранного
потенціалу; в нiй виділяють фазу швидкоi реполяризацii і фазу повільної
реполяризацii; в свою чергу, фаза повільної реполяризацii представлена
слiдовими процесами (потенціалами):

слiдова деполяризацiя і слiдова гiперполяризацiя. Амплітудно-тимчасові
характеристики потенціалу дії нерва, скелетного м’яза такі: амплітуда
потенціалу дії 140-150 мВ; тривалість піка потенціалу дії (фаза
деполяризацii + фаза реполяризацii) складає 1 -2 мс, тривалість слiдових
потенціалів — 10-50 мс.

Форма потенціалу дії (при внутрішньоклітинному відведенні) залежить від
виду збудливої тканини: в аксона нейрона, кістякового м’яза — шпилясті
потенціали, у гладких м’язів в одних випадках шпилясті, в інших —
платоподiбнi (наприклад, потенціал дії гладких м’язів матки вагітної
жінки — платоподiбний, а тривалість його складае майже 1 хвилину). У
серцевого м’яза потенціал дії має платоподiбну форму.

При позаклітинній реєстрації форма потенціалу iнша, і вона залежить від
того, який вид відведення використовується — монополярний або
бiполярний. При бiполярному відведенні в спокоi різниця потенціалів між
двома точками тканини (наприклад, між точкою 1 і 2) відсутніх. Коли
з`являеться збудження, наприклад, що поширюється в напрямку через точку
1 до точки 2 і далі, хвиля збудження досягає спочатку електрода 1 —
виникає різниця потенціалів, при цьому область в електрода 1 —
електронегативна стосовно області під електродом 2. Коли хвиля досягає
областi під електродом 2, то ця область стає електронегативною стосовно
областi під електродом 1. У цілому виникає двухфазна зміна різниці
потенціалів. При монополярному відведенні в умовах, коли один з
електродів заземлений, потенціал дії за формою однофазний, тому що друга
область завжди має постійний потенціал, рівний 0.

Перед тим, як роздивитися ці закони, необхідно уявити, яким чином
відбувається збудження, тобто якi умови повинні виникнути в збудливій
тканині, щоб вона реалізувала свою спроможнiсть збуджуватися, Основна
умова — це зниження мембранного потенціалу до критичного рівня
деполяризацii (КУД). Будь-який агент, якщо він спроможний це зробити,
одночасно викликає і збудження тканини. Наприклад, МП -70 м. КУД = -50
м. Щоб викликати збудження, треба деполяризувати мембрану до -50 м,
тобто на 20 м знизити її вихідний потенціал спокою. Як тільки МП досягне
рівня КУД, то надалі процес (у силу регенеративностi) буде
продовжуватися самостійно і призведе до відкриття всiх натрієвих
каналів, тобто до генерації повноцінного ПД. Якщо мембранний потенціал
не досягне цього рівня, то в кращому випадку виникне так називаний
місцевий потенціал (локальна відповідь).

Всi агенти, що викликають гiперполяризацiю тканини, у момент впливу не
зможуть викликати збудження, тому що в цьому випадку МП не досягає
критичного рівня деполяризацii, а навпаки, іде від нього.

Форма потенціалу дії ( при внутрішньоклітинному відведенні) залежить від
виду збудливої тканини; в аксонів нейронів, скелетнох м’язів –
пікоподібні потенціали, в гладких м’язах в одних випадках пікоподібні, в
інших – платоподібні ( наприклад, потенціал дії гладких м’язів вагітної
жінки – платоподібний, а його тривалість 1 хв.)

Амплітудні характеристики: якщо при внутрішньоклітинному відведенні
амплітуда ПД досягає 120-150 м, те при позаклітинному відведенні,
особливо при дистантному відведенні,амплітуда ПД складае усього 1-2 м
(наприклад, ЕКГ) або 100-200 мк (ЕЕГ). Інакше кажучи, при позаклітинному
відведенні реєструється тільки сота частина потенціалу. Важливо
підкреслити, що при позаклітинному відведенні реєструється активність
множини одиночних утворень, що деякою мірою можуть збуджуватися
асинхронно. Це відбивається на реальній формі внеклiтинно вiдводного
потенціалу. Така, наприклад, ситуація у вiдношеннi ЕКГ.

ПРИРОДА ПОТЕНЦІАЛУ ДІЇ

При дослідженні ПД аксонiв i соми нервової клітини, ПД скелетного м’яза
було встановлено, що фаза деполяризацii обумовлена значним підвищенням
проникності для іонів натрію, що входять у клітину на початку процесу
порушення й у такий спосіб зменшують існуючу різницю потенціалу
(деполяризацiя). Процес цей має регенеративну природу — чим вище ступінь
деполяризацii, тим вище стає проникність натрієвих каналів, тим більше
входить іонів натрію в клітину і тем вище ступінь деполяризацii. У цей
період відбувається не тільки зниження різниці потенціалів до нуля, але
і зміна поляризованностi мембрани — на висотi піка ПД внутрішня поверхня
мембрани заряджена позитивно стосовно зовнiшньоi (явище реверсії, або
овершута). Проте нескінченно цей процес йти не може: у результаті
закриття iнактивацiйних ворiт натрієві канали закриваються, і притiк
натрію в клітину припиняється. Потім наступае фаза реполяризацii. Вона
пов`язана зі збільшенням виходу з клітини іонів калію. Це відбувається
за рахунок того, що в результаті деполяризацii велика частина калієвих
каналів, що в умовах спокою були закриті, вIдчиняються і «+» заряди
ідуть за межi клітини. Спочатку цей процес йде дуже швидко, потім —
повільно, тому фаза реполяризацii спочатку протiкае швидко (нисхiдна
частина піка ПД), а потім повільно (слiдова негативність). Цей же процес
лежить в основі фази слiдовоi гiперполяризацii. На фонi слiдових
потенціалів проходить активація калiй- натрiевого помпаа. Якщо він
працює в електронейтральному режимі (2 іона натрію виносяться з клітини
в обмін на 2 внесених у клiтину іона калію), то на формі ПД ці процеси
не відбивається. Якщо ж помпа працюе в електронному режимі, коли 3 іона
натрію виносяться з клітини в обмін на 2 вносних в клітину іона калію,
то в результаті на кожний такт роботи помпаа в клітину вноситься на 1
катiон менше, ніж виноситься, тому в клітині поступово зростає надлишок
аніонів, тобто в такому режимі помпа сприяє появі додаткової різниці
потенціалів. Це явище може лежати в основі фази слiдовоi
гiперполяризацii.

Якщо помпа заблокувати, наприклад, за допомогою специфічного блокатора —
строфантина ПРО (уабаiн), то поступово клітина перестає відповідати на
подразники, тому що іонний гетерогенiтет як основа електричної
активності різко знизиться.

Одним із доказів того, що в аксонах, нейронах, скелетних м’язах ПД по
природі натрієвий, є досвіди з гiпонатрiевими розчинами: якщо тканина
помiщена в такий розчин, то розмiр амплітуди ПД знижується і тим на
бiльший розмiр, чим менше в середовищi вмiсту натрію. Блокатори
натрієвих каналів, наприклад,тетродоксин, також призводять до
iнгiбуванню процесу генерації ПД, до зниження амплітудних і тимчасових
характеристик ПД. Анестетики за рахунок їх спроможностI блокувати
натрієві канали теж викликають порушення збуджуваності, що
використовується в клінічній практика для блокади проведення по нерві.

У серцевому м’язі природа ПД iнша: процес деполяризацii обумовлений
іонами натрію і кальцію -ці іони входять в середину клітини на початку
фази деполяризацii. Тому потенціал дії серцевого м’яза може частково
зменшуватися блокаторами натрієвої проникності (тетродоксином,
новокаїном), а частково — блокаторами кальцієвої проникності
(верапамiлом, нiфедипiном). В даний час блокатори кальцієвої проникності
використовуються з метою пригнічення активності клітин серця в умовах
клініки.

В гладких м’язах судин, шлунка, кишечника, матки й iнших утворень
генерація ПД пов`язана з тим, що в момент збудження в клітину входять
головним чином не іони натрію, а іони кальцію. Тому блокатори кальцієвої
проникності, типу верапамiла, гальмують активність гладеньком`язових
клітин. Це використовується в клініці, зокрема, при лікуванні загрози
переривання вагітності, тобто для iнгiбування скорочувальної активності
матки.

PAGE

Похожие записи