ВОПРОС - ОТВЕТ
Мембранный потенциал покоя и действия клетки.
Клетка может находиться в двух основных состояниях – в покое и в возбуждении.
Когда клетка не испытывает ни каких раздражений, она находится в состоянии покоя. Покой клетки иначе называется мембранным потенциалом покоя (МПП).
В состоянии покоя внутренняя поверхность ее мембраны заряжена отрицательно, а наружная – положительно. Это объясняется тем, что внутри клетки находится много анионов и мало катионов, а за клеткой наоборот, преобладают катионы. Величина мембранного потенциала покоя равна: - 70 мВ, (минус 70, поскольку внутри клетки отрицательный заряд).
В состоянии покоя поры мембраны открыты для ионов К и закрыты для ионов Na. Это означает, что ионы калия могут легко проникать в клетку и выходить из нее. Ионы натрия не могут поступать в клетку, вследствие закрытых для них натриевых порах. Однако, ионы натрия притягиваются в клетку большим количеством анионов, и малая часть натрия оказывается в клетке (разноименные заряды притягиваются).
Величина МПП должна оставаться на постоянном уровне. Однако, перемещение ионов натрия и калия через мембрану вызывает колебания данной величины, что может привести к уменьшению или увеличению значения: - 70 мВ. Такое перемещение ионов является пассивным, поскольку не требует затрат энергии.
Для того, чтобы величина МПП оставалась относительно постоянной начинает действовать так называемый натрий – калиевый насос. Его функция заключается в том, что он ионы натрия убирает из клетки, а ионы калия нагнетает в клетку. Именно определенное соотношение ионов натрия и калия в клетке и вне ее создает нужную величину МПП. Работа насоса является активным механизмом, поскольку для нее требуется энергия.
Источником энергии в клетке является АТФ. АТФ дает энергию только при расщеплении на более простую кислоту - АДФ, при обязательном участии в реакции фермента АТФ-азы:
АТФ + фермент АТФ-аза АДФ + энергия
Когда на клетку начинает воздействовать какой - либо раздражитель, ее поры мгновенно открываются для ионов натрия. Натрий в большом количестве быстро наполняет клетку, и внутренний заряд клеточной мембраны становится положительным, тогда как наружная мембрана без большого количества натрия и с анионами приобретает отрицательный заряд. Клетка становится возбужденной, возникает мембранный потенциал действия (МПД), величина которого равна + 30 мВ.
По мере того, как натрий заполняет клетку, ионы калия выходят из клетки. Данное перемещение ионов калия и натрия является пассивным, не требующим энергии.
Состояние возбуждения длится не долго, начинает действовать активный механизм – натрий – калиевый насос, который нагнетает ионы калия в клетку, и выводят ионы натрия из клетки. В не зависимости от того, в каком состоянии находится клетка, в покое или в возбуждении, насос выполняет одну и ту же работу! Клетка постепенно возвращается к исходному состоянию покоя.
Переход клетки от покоя к действию и смена её электрических зарядов называется – деполяризация. Восстановление мембранного потенциала покоя, переход от возбуждения к покою называется – реполяризация.
Центральная нервная система, ее основные функции. Структура, виды и функции нейронов. Механизм проведения возбуждения по нервного волокну.
Центральная нервная система (ЦНС) - это головной и спинной мозг. Отходящие от них нервные волокна и узлы (ганглии) образуют периферическую нервную систему.
Нервная система выполняет следующие функции:
· объединяет все системы организма в единое целое и регулирует их деятельность;
· управляет состоянием и поведением организма в соответствии с условиями внешней среды и потребностями организма.
Нервная система образована из огромного количества особых нервных клеток - нейронов. Нейрон состоит из тела и двух видов отростков. В верхней части тела нейрона отростки короткие и многочисленные, они называются - дендриты. В нижней части клетки - один длинный отросток - аксон.
Длинные отростки нервных клеток (аксоны), по которым передается возбуждение к другим клеткам, иначе называются нервными волокнами. В зависимости от своего строения нервные волокна могут быть: мякотные и безмякотные.
Мякотные волокна покрыты миелиновой оболочкой. Оболочка распологается не сплошным слоем, а участками. Между отдельными мякотными участками остаются части волокна, не покрытые оболочкой.
Безмякотные волокна оболочки не имеют.
По миелиновой оболочке не может идти нервное возбуждение. Поэтому в мякотных нервных волокнах импульс движется скачкообразно, перепрыгивая через участки аксона, покрытые миелиновой оболочкой. В безмякотных нервных волокнах проведение возбуждения осуществляется вдоль всего волокна, непрерывно. Таким образом, по мякотному волокну нервный импульс проходит быстрее, чем по безмякотному, поскольку импульс «перескакивает» отдельные участки волокна.
Отростки и тело нейрона выполняют различные функции. Так, дендриты - воспринимают сигналы (импульсы), приходящие от других нейронов, и проводят к телу нейрона. Тело нервной клетки воспринимает импульс от дендритов, перерабатывает его и передает аксону. Кроме того, тело выполняет питательную (трофическую) функцию по отношению к своим отросткам. Аксон же приводит возбуждение от тела своей клетки к другим клеткам или к периферическим органам.
Различают следующие виды нейронов:
· чувствительные (афферентные) нейроны. Тело таких нейронов расположено за пределами ЦНС, его дендрит воспринимает импульсы от особых чувствительных клеток - рецепторов, передает телу, а далее по аксону в спинной мозг. Таким образом, чувствительные нейроны воспринимают импульсы от рецепторов и передают их в спинной мозг.
· промежуточные или вставочные нейроны. Это нейроны, расположенные в центральной нервной системе. Они осуществляют контакты между нервными клетками ЦНС, а также передают импульсы на следующий вид нейронов - эфферентные нейроны.
· двигательные или эфферентные нейроны. Эти нейроны воспринимают импульсы от вставочных нейронов и передают их к различным органам - мышцам, сосудам, внутренним органам, железам. Большинство эфферентных нейронов лежит в пределах мозга.
Все виды нейронов взаимосвязаны между собой.