Физиология и биофизика возбудимых систем

1фаза деполяризации

Абсол величина +100-120 мВ 

Перелом

При достиж +30 начин  сраб h инактивацион ворота канала д/Nа они очень медленны 

Иннактивация  канала

(Na, проходя ч/з открыт инактив вороты, не могут пройти + 30прекращ ток Nа)

Во время реполяризации  усил ток К из клетки, т.к. мах открыв дополнит одноворотн К-каналы, т.о. сдерживают вос-е исх. уровня потенциал покоя.

2фаза след  потенциалов.

4,3 за счет  работ смертных K одноворотн каналов и сущ-я повышен тока K из кл форм-ся 3и4 фазы,наз-ся следовые потенциалы.

3фаза след деполяризации(отрицательный след потенциала)

4фаза след  гиперполяризации(положительный след  потенциала)

2-е условие возник-е возб-е – это достаточн уровень параметров раздр-я 

Св-ва раздра-ля 

1сила

2время

3градиент нарастания  силы во времени

Min сила раздр-ля, способная вызывать возбуж-е, наз порогом разражения 

-подпорог

-порогов

-сверхпорог

(рис 15)

St<50% порог- на мембр развитии пассивн деполяризация (электротон)=электротонич эффектом. 

50%<St<100% порога – акт деполяризации но несмотря на откр-е Nа каналов все не откр-ся –это наз локальн ответ.

Локальн ответ в отличии  от ПД.

1не распр-ся  вдоль мембраны

2явл градуальным (его амплитуда зависит от силы раздражителя)

Мерой возбудимости можно считать и порог разр-я(это  хар-ка раздр-ля)

М/у t действия разд-ля и силой сущ-ет зависимость, кот наз сила-длительность и имеет форму гиперболы.

(Кривая Гоорвейча  Веиса-Лапика)(рис 16)

АВ-min fдеиств раздр-ля, кот через опр t может вызвать возбуждение;порог величина реобаза.

АС- min t, необходим д/возник-я возбуждения при действии разд-ля с силой 1 реобаза

АД-t, необх д/вызывания возб-я абсолютн порог t. 

Исп-е  в клинике: исп токов высок ʋ, но подпорог t →температ эффект

АЕ- 2 реобазы  д/точности

АF-t, отражающие возможность отражения действия 2 реобазы

Хронаксия-t действие разд-ля необходим д/возникновения возб-я при действии силы реобазы.

Чем больше Хронаксия  тем меньше возбудимость.

4-самая возбудимая

Прибор, измеряющиеся хронаксию называют хронаксиметр. 

Градиент  нарастания силы во времени(рис 17)

Быстрое нарастание силы во времени, постепенное действие(нарастание)

При min градиенте нарастании силы во t ПД может не возникнуть,развив-ся только лок ответ.

Понижение возб-ти ткани и амплитуды ПД при медленно нарастающим St на аккамодацией. В ее основе лежат процессы инактивации Nа каналов и повышении проницаемости для К каналов. Разд-ль постоян неизмен величины вообще не вызывает раздр-я(const Y м/у моментами вкл и выкл возбуждения). 

Действия  пост тока на ткань

Осущ-ся α типами:

1Физиологический  (т.е. эл ток явл фактором, кот  изменяет функцию состояние возб  ткани т.е изменение возб-ть)

2раздражающие  действие (пост ток выступ как раздр-ль) 

Физиол  действие постоянного  тока

При кратковременном  действии подпорогового пост тока под  электродами изм-ся воз-ть ткани, т.е  что: под катодом возб-ть повышается (и наз это KAT-электротон) а под анодом сниж-ся (и это наз АН электротон) это связано с тем что катод имеет избыток «-» заряд, поэтому. «+» заряд на наруж поверхности мембраны под катодом неск уменьш,то Мпп уменьшится, а любое уменьшение трансмембран разницы приводят к деполяризации (пассивной) электротон.(рис 18)

Анод с недостат «-», избыток «+» Наружн мембр будет иметь больше зн + заряда, разница потенцилов м/у наруж у внутр мембраной увеличивается.(рис 19) 

Снижение возб-ти, можно действ Катодом длительн время на мембране производит процессы аккомодации, изм-ся уровень критич уровень деполяризации, поэтому увелит-ся порог потенциал и возб-ть мембраны резко снизится.

При длит действии под анодом произ процессы аккомодации, критич уровень депол-ции изм-ся в сторону гиперполяризации и  на мембране уменьшается порогпотенциал,что  приведет к повышению возбудимости. 

Особ-ти раздр действие постоянного  тока:

Хаар-ся поляриз-ном, содерж полож-ями 

1раздр действия  пост тока оказывает либо в  момент замыкания или размыкания  эл цепи

2при замыкании  разд действия проявл-ся только  под катодом ,при размыкании только под анодом

3катодозамыкательн  эффект больше чем анодоразмык  эффект 

Под анодом при  размыкании цепи исчезает гиперполяризация и достиг новый уровень критич депол-ции, возник ПД.

Факторы влияющ на хар-р ответ р-ции возб биосистемы:

1параметры раздражителя(сила,время,градиент нарастания силы во времени)

2Функцион состояние  мембраны

Биосистема(н/р  кл тк орган)

Хаар-р влияния  на ответ р-ции параметров раздр-ля описывается 3-мя законами раздр-я:

1закон силы

2закон времени

3закон градиента  развития силы во времени

Клетка(рис20)При действии раздражителя порог силы достигается критич уровень деполяризации и открыв все Nа каналы амплитуда ПД будет const т.е. з-н силы д/кл подчин з-ну «все или ничего» зн нараст град силы во времени(рис 22)

При п/п град нара силы во на мембране происходят процессы аккомодации, увел порог потенциала и возб-е не наступает,следует при наруш сил вот ответ р-ции.

При п зн град-та будет достигнут критич уровень  депол-ции и возникает ответ  р-ции опред амплитуды.

При с/п: при увел-е град-та увелич-ся кол-во открыв Nа каналов при увеличении нарастании, и ответ р-ции растет.

При max градиенте нарастания УП мы получ max ответ кл. 

Ткань(рис 21)каждая кл в тк имеет собственный порог  возбудимости, поэтому когда мы берем  порог знач-я возб-ся только самые возбудим кл и при увел с/п в конце концов возбуд-ся все.

З-н силы д/тк работает по принципу силовые отношения.Чем больше У тем больше ответ р-ция

д/того чтобы  биосистема была возбуждена необходимо,чтобы  все 3 закона вместе работали одновременно. Если один из них не работает, то возб-е не наступит.

д/облегчения инъекции можно обойти з-н (очень быстро)

д/инъекций глобулина  собл-ть з-н градиента т.е. делать очень медленно, без рывков. 

Закон градиента  д/кл и д/ткодинаков.

В процессевозбудимости происх-т функции состояние биосистемы, т.е. изменяется возбудимость.(рис 23)

1фаза абсолютн  рефлекторности(причина открытия  и быстрая инактивация Nа каналов)

В процессе репол-циипроисходит  воостановленна возб-ти биосистемы и  сна наз.

2фаза относит  рефлектор-ти (часть Nа каналов уже закрыта, а это означает, что они могут откр-ся при действии с/п раздр-лей)

При след депол-ции  порог потенциал ∆Е меньше, чем  в их состоянии, а значит возб-ть повышена и наз-ся эта фаза повыш  возб-ти

3 фаза супернормальной возбудимости= фаза экзальтации. Даже п/п разд-ль выз-ет возб-е.

В фазу гиперпол-ции  ∆Е значительно больше чем в исходном состоянии следует возб-ть снижена.

4фаза субнорм  возб-ти(рис 24)

Не только во время одиночного разд-я, но и при  частот разд-я меняется функцион св-в биосистемы. Выд-ют частоты кот улучшают функцион состояние биосистемой они наз аптимальными,а кот ухудшают- пессимальные.(рис 25)

St попал 6 период отн.реф-ти

St2 попадает в фазу нормальной воз-ти

St3 пришелся на фазу экзальтации, т.е. эта точка считается исходной уровням воз=ти на мембране и форм-ется новый процесс возб-е 

Общие св-ва возбудимости систем

1возбудимость

2лабильность

3проводимость

Мерой воз-ти явл  след хар-ки

1порог раздражения(т.е.  порог силы Т, градиента нараст-я  силы во Т)-это явл хар-кой раз-ля

2хроноксия (хар-ка  раздражителя)

3порогов потенциалов  ∆Е это хар-кА биосистемы  мембраны

4лабильность  (хар-ка мембраны или биосистемы)

Впервые ввел понятие  лабильности Введенский

Лабильность-это  функцион подвижность возбд тк(введенский)

Лабильность-это  способность биосистемы в течении  определенного времени развертывать одиночный процесс возбудимости.

Мерой лабильности  явл max число возб-ний или ПД, кот способна генерировать возбудимая с-ма за единицу времени в связи навязанным ритмом возбуждения.

Лабильность изм-ся в Гц.

Нервные волокна-1000Гц(н.волокно  может повторить ритмы стимулирую в 1000Гц, генерирует 1000 импульсов в  С, т.к. абсолютно рефлекс=1мс)

Чем выш лабильность, тем выше возб-ть. 

Физиология  нервных проводников.

Н.волокна- отросток нейрона или неск, заключенных в глиальн оболочку.

Совокупность  н.волокон обр-ет н.пучки, а.н.пучки  форм-ют н.ствол или нерв.

Виды н.волокон

1немиелинезированные(безмякотные)

2миелинизированные(мяготью)

Миелинизированые  волокна образуют в результате погруж

Обр-ся засчет погружения аксона в клетке кот многократно  оборачивается вокруг н.волокна.

Миелин-многослойный структура представлен мембранами олигодендроциты или Шванн кл и обл-е большими изолированными св-вами.(рис 26)

Скорость провидения н.импульса по н. волочки:

1толщины

2наличие миелиновой  оболочки

Аα первичные  аференты мыш веретен, двигательное волокна склетн

Аβ сенсорные  кожные афференты

Аγ двигательные волокна мыш веретен 

Механизм  провидения

Возб-е в н.волокнах распр-ся поср-вам эл-тонической связи от возбудимого участка мембраны к невоб.участку, при этом проведение импульса м.б. непрерывное и сальтоторное. При непрерывном проведения возб-е соседние участка повтор-ся многократно на вселе протяжении немиелинизир н.волокна, в каждый его точке.(рис 27)

Ток возникающий  м/у возб и невозб участками приводит электротонически к депол-ции, возб-е  соседнего участка следует распр-е.

Пассивная деполяризация  чередуется с активной депол-цией.

Электроный тоничный ток открывает Nа каналы.

Локализуется  ответ не расспр-ся без потерь энергии.

В миелиновых оболочках  в местах перехвата Р,разделенный с предыдущим миелиновой оболочкой, т.е. возб-е совершает скачек от одного перехвата к другому, при этом это называется сальтоторным= скачкообразным.(иногда возможет скочек ч/з 2-3 переж) высокая скорость, высокоэкономичным.

Болезни нарушения  миелин-ции(рассеянный склероз) 

З-ны проведения возб-я  в н.волокнах 

1з-н двухстороннего  проведения(расп-е возб-я набл-ся  в обе стороны от нанесения  St «разд-ля»)(рис 28)