Физиология возбудимых тканей. Мембранный потенциал покоя и потенциал действия. Возбудимость и ее изменения

1. Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России

Кафедра биологии и физиологии
Физиология возбудимых тканей.
Мембранный потенциал покоя и
потенциал действия.
Возбудимость и ее изменения.
Физиологические свойства
нервов и синапсов.
Лектор: д.б.н., профессор Доркина Е.Г.
Пятигорск, 2025

2. Возбудимые ткани:

• Мышечная (гладкая, поперечнополосатая, сердечная) ткань.
• Нервная ткань.
• Железистый эпителий.
2

3. Свойства:

1. Возбудимость – способность отвечать на
действие раздражителя возбуждением.
2. Проводимость – способность проводить
возбуждение.
3. Рефрактерность – способность терять или
снижать возбудимость в процессе
возбуждения.
4. Лабильность – способность генерировать
возбуждение в точном соответствии с
ритмом раздражения.
3

4.

• Раздражитель-это фактор внешней или
внутренней среды, способный вызвать
ответную реакцию организма.
• Раздражение - процесс воздействия
раздражителя.
• Раздражимость – способность
отвечать на действие раздражителей
изменением структуры и функций.
4

5.

• Возбуждение – сложный процесс быстрое изменение заряда
мембраны, что проявляется
специализированной реакцией ткани.
• Возбудимость разных тканей
неодинакова.
• Порог раздражения – минимальная
сила раздражителя, которая способна
вызвать возбуждение.
5

6. По силе различают раздражители:

• а) пороговый - способный вызвать
возбуждение;
• б) подпороговый – менее сильный;
• в) надпороговый – более сильный.
6

7. Мембранный потенциал покоя

• - разность потенциалов между
внутренней и наружной сторонами
мембраны клетки в покое.
• Внутренняя сторона - заряжена
отрицательно («-») по отношению к
наружной.
• Наружная – положительно («+»).
• Деполяризация - уменьшение МПП.
Гиперполяризация - увеличение МПП.
Реполяризация - восстановление МПП.
7

8.

8

9. Создание МПП (мембранно-ионная теория).

Для создания МПП :
1) разная концентрация К+, Na+ и CI- по
разные стороны мембраны;
2) разная проницаемостью мембраны этих
ионов;
3) работа натрий-калиевого насоса.
9

10.

10

11. Механизм:

• Калий по градиенту концентрации
выходит в окружающую среду
• снаружи клетки - «+» заряд.
• Внутри - «-» заряд создают
органические анионы, для которых
мембрана непроницаема.
11

12.

• Разность К+ и Na+ снаружи и внутри
клетки создается Na+- К+ -насосом.
• Na+- К+ -насос : Na+ - из клетки.
• К+ - в клетку (активный транспорт).
• Na+ выводится из клетки больше, чем
вводится К+ ( в соотношении
3:2) постоянный ток «+» ионов из клетки
→ Na+- К+ -каналы принимают прямое
участие в создании МП.
12

13.

13

14. Потенциал действия

• При действии
порогового и
надпорогового
раздражителя
• Возникает
потенциал действия
(ПД).
14

15. Механизм ПД

• При действии раздражителя увеличивается
проницаемость для Na+ .
• 1. Na+ входит в клетку→деполяризация
мембраны.
• 2. Когда МПП достигнет критического
уровня деполяризации (КУД) - открываются
потенциалзависимые каналы для натрия и
проницаемость мембраны для Na+
увеличивается в 500 раз, превышая
проницаемость для К+ в 20 раз.
15

16.

• 3. Na+ нейтрализует анионы и разность
потенциалов исчезает, а затем происходит
перезарядка (овершут) – внутри - «+»,
снаружи – «-».
• 4. Каналы для Na+ закрываются и
открываются потенциалзависимые каналы
для К+ . К+ выходит из клетки и наблюдается
реполяризация .
• В основе генерации ПД лежит повышение
проницаемости для натрия, что вызывает
деполяризацию мембраны до порогового
(критического) уровня.
16

17.

17

18.

18

19. Фазы ПД

• 1. Локальный ответ (предспайк) –
деполяризация до уровня КУД.
• 2. Деполяризация
• 3. Реполяризация.
• 4. Следовой деполяризующий потенциал
(от КУД до исходного МПП)
• 5. Следовой гиперполяризующий
потенциал – увеличение МПП и постепенное
возвращение его к исходной величине.
19

20. Изменение возбудимости

• 1.Нормальный уровень возбудимости
(100%) возбуждение возникает при действии
порогового и надпорогового
раздражителя.
• 2. Первичная экзальтация • – возбудимость повышена, возбуждение
возникает при действии подпорогового
раздражителя.
• 3. Абсолютная рефрактерность –
утрачивается способность отвечать на
раздражители даже сверхпороговой силы
(инактивация Na+-каналов).
20

21.

• 4. Относительная рефрактерность –
постепенное восстановление
возбудимости, возбуждение возникает
при действии сверхпорогового
раздражителя.
• 5. Фаза вторичной экзальтации возбудимость повышена, возбуждение
возникает при действии подпорогового
раздражителя.
• 6. Фаза субнормальной возбудимости
(вторичной рефрактерности) –
возбудимость понижена,возбуждение
возникает при действии
сверхпорогового раздражителя.
21

22.

• Возбудимость:
• 1. Нормальная
• 2. Повышение
• 3. Утрата
• 4. Восстановление
• 5. Повышение.
• 6. Понижение.
• ПД:
• 1.МПП
• 2. Локальный ответ
• 3. Перезарядка
мембраны
4. Реполяризация
• 5. «-» следовой
потенциал
• 6. «+» следовой
потенциал.
22

23. Нервные волокна

• - отростки нейронов (дендриты и
аксоны), покрытые оболочками.
• - осуществляют проведение нервных
импульсов.
• Нервные волокна подразделяются
на миелиновые (покрытые миелиновой
оболочкой) и безмиелиновые.
23

24. Свойства нервных волокон

• 1. Возбудимость
• 2. Проводимость.
• 3. Лабильность .
24

25.

• Распространение возбуждения
по нервным волокнам - на
основе ионных механизмов
генерации ПД.
25

26.

26

27.

27

28.

28

29. Механизм проведения по нервному волокну

29

30. Непрерывное проведение возбуждения

• - для безмиелиновых волокон;
• -ПД возникает в каждой точке
мембраны на всем протяжении
волокна.
30

31. Скачкообразное проведение возбуждения

• - для миелиновых волокон;
• - ПД возникает в перехватах Ранвье;
• - возбуждение как бы
«перепрыгивает» через участки
нервного волокна → более быстрая и
экономичная передача.
31

32.

32

33. Типы нервных волокон

• Тип А- миелиновые;
• А- - самые толстые (12-22 мкм),
• v =70-120 м/с; проводят возбуждение от
нервных центров (спинной мозг) к
скелетным мышцам и от рецепторов
мышц к нервным центрам.
• А ( , , ) – 1-8 мкм, v =5-70 м/с, от
различных рецепторов в ЦНС.
33

34.

• Тип В – миелиновые,
• 1-3,5 мкм, v = 3-18 м/с,
преганглионарные волокна ВНС.
• Тип С – безмиелиновые нервные
волокна, 0,5 – 2 мкм, v=0,5 – 3 м/с.
• Это постганглионарные волокна
симпатического отдела ВНС, а также
волокна, проводящие возбуждения от
болевых рецепторов, некоторых
терморецепторов и рецепторов
давления.
34

35.

35

36. Законы проведения возбуждения по нерву

1. Закон физиологической целостности
нерва:
- проведение возбуждения возможно
лишь в случае сохранения
анатомической и физиологической
целостности НВ.
36

37.

37

38. 2. Закон двустороннего проведения возбуждения

• - возбуждение распространяется в обе
стороны от места возникновения.
• Если на нервное волокно наложить
регистрирующие электроды на
некотором расстоянии друг от друга и
нанести раздражение между ними, то
возбуждение зафиксируют электроды
по обе стороны от раздражения.
38

39.

39

40. 3. Закон изолированного проведения возбуждения

• - возбуждение с одного нервного
волокна, входящего в состав нерва,
не переходит на другое волокно .
40

41.

41

42. Синапс

• - место соединения
между нервными
клетками или между
нервными и другими
клетками.
42

43. Классификация синапсов

• Синапсы делятся на электрические, химические и
смешанные.
• В химическом выделяется медиатор,
• в электрическом идет электрический ток.
• По медиатору:
• - холинэргические;
• - адренергические;
• - серотонинергические;
• - глицинергические.
• По знаку действия:
• -возбуждающие;
• - тормозящие.
43

44. Классификация синапсов

• -периферические: нервно-мышечные,
нейросекреторные, рецепторнонейрональные, нейро-нейрональные;
• -центральные: аксосоматические,
аксодендритные, аксоаксональные,
соматодендритные.
44

45. Строение химического синапса

45

46. Медиаторы

• Медиаторы находятся в
пузырьках
пресинаптического
утолщения.
Моноамины
(ацетилхолин, дофамин,
норадреналин,
серотонин);
• Аминокислоты (ГАМК,
глутаминовая кислота,
глицин);
• Нейропептиды
(нейротензин,
эндорфины) –
выполняют функцию
нейромодуляторов.
46

47. Механизм передачи

• 1. К окончанию аксона приходит ПД и
пресинаптическая мембрана
деполяризуется.
• 2. Внутрь нервного окончания из
внеклеточной жидкости поступают ионы
кальция.
• 3.Кальций активирует перемещение
пузырьков к пресинаптической
мембране, они разрушаются с выходом
медиатора в синаптическую щель.
47

48.

• 4. Медиатор связывается с
рецепторами на постсинаптической
мембране и открывает каналы для Na+происходит деполяризация и
возникает возбуждающий
постсинаптический потенциал (ВПСП)
• (в возбуждающих синапсах).
• 5. Между деполяризованной мембраной
и соседними с ней участками возникают
местные токи. Если они деполяризуют
мембрану до КУД, то возникает ПД.
48

49.

• 6. В тормозных синапсах медиатор
взаимодействует с рецепторами
постсинаптической мембраны и
открывает калиевые и /или хлорные
каналы. Это вызывает переход ионов по
градиенту концентрации: калия из
клетки, а хлора – внутрь клетки.
Происходит гиперполяризация
мембраны – возникает тормозный
постсинаптический потенциал (ТПСП).
• Возбуждающий или тормозящий
характер медиатора зависит от
рецептора, а не от самого медиатора.
49

50. Ацетилхолин может связываться с разными рецепторами.

В нервно-мышечных В вагосердечных
синапсах скелетных
синапсах мышц - с
с
Н-холинорецепторами, М-холинорецепторами,
что открывает
которые открывают
каналы
для
калия
и
каналы для натрия, что
генерируется ТПСП.
вызывает ВПСП.
50

51.

51

52. Свойства химических синапсов

а)
одностороннее
проведение
возбуждения;
б) наличие синаптической задержки;
в) суммация возбуждений;
г) высокая чувствительность к химическим
веществам;
д) происходит трансформация ритма
возбуждения.
52

53. Электрические синапсы

• -узкая синаптическая щель;
• - в мембране – каналы (белковые
молекулы), идущие из клетки в клетку;
• - по этим каналам ПД передается от
одной клетки к другой.
• Такие синапсы формируются между
клетками одного типа (между клетками
сердечной мышцы).
53

54. Строение электрического синапса

54