PROPRIETĂŢI ELECTRICE ALE MEMBRANEI CELULARE. DEFINIŢIE BIOELECTROGENEZABIOELECTROGENEZA CAUZE:CAUZE: 1) DIFUZIA IONILOR PRIN MEMBRANĂ. - презентация

1 PROPRIETĂŢI ELECTRICE ALE MEMBRANEI CELULARE

2 DEFINIŢIE BIOELECTROGENEZABIOELECTROGENEZA CAUZE:CAUZE: 1) DIFUZIA IONILOR PRIN MEMBRANĂ

3 IONI PERMEANŢI : Na +, K +, Cl - PERMEABILITĂŢI RELATIVE LA REPAUS CELULAR : P K : P Na : P Cl = 1: 0,04 : 0,45 CONCENTRAŢII IONICE (mM) : Na + K + Cl - Interior: Exterior: 150 5,5 125

4 BIOELECTROGENEZABIOELECTROGENEZA 1) DIFUZIA IONILOR PRIN MEMBRANĂ 2) FUNCŢIONAREA ELECTROGENICĂ A POMPEI DE Na + /K + 3) PREZEN Ţ A ÎN CITOPLASMĂ A UNOR MACROIONI PROTEICI NEPERMEAN Ţ I MACROIONI PROTEICI NEPERMEAN Ţ I

5 POTEN Ţ IAL MEMBRANAR DE REPAUS MĂSURARE: Tehnica de microelectrod ELECTROD PASIV (suprafaţă mare) ELECTROD PASIV (suprafaţă mare) ELECTROD ACTIV (suprafaţă mică) ELECTROD ACTIV (suprafaţă mică)

6 FORMULA GOLDMAN–HODGKIN–KATZ: FORMULA GOLDMAN–HODGKIN–KATZ: CONVENŢIE: VALORI TIPICE

7 condiţia de echilibru electrochimic POTEN Ţ IAL NERNST DE ECHILIBRU

8 Na + K + Cl - Interior: Exterior: 150 5,5 125 FORMULA LUI NERNST:

9 POTENŢIALE NERNST PENTRU IONII PERMEAN Ţ I: POTENŢIALE NERNST PENTRU IONII PERMEAN Ţ I: Na + : + 60 mV (permeabilitate membranară redusă pentru Na + ) Na + este departe de starea de echilibru electrochimic ! PENTRU IONII DE SODIU:

10 K + : – 86 mV (permeabilitate membranară mare pentru K+) K + este aproape de starea de echilibru electrochimic PENTRU IONII DE POTASIU:

11 Cl - : – 69 mV (permeabilitate membranară mare pentru Cl - ) Cl - este aproape de starea de echilibru electrochimic PENTRU IONII DE CLOR:

12 TEND INŢA TRANSPORTULUI PASIV: TEND INŢA TRANSPORTULUI PASIV: ION: K + Cl - Na + c I E E I E I E E I Total I E 0 0 E I Na + K + Cl - INT: EXT: 150 5,5 125 Na + K + Cl - Interior: Exterior: 150 5,5 125

13

14 STIMUL STIMUL MODIFICĂRI ALE UNOR FACTORI EXTERNI CE AU CA EFECT MODIFICĂRI FIZIOLOGICE LA NIVELUL CELULEI STIMULATE (RĂSPUNS CELULAR) DUPĂ DUPĂ NATURA FACTORULUI EXTERN: MECANICICHIMICI ELECTRICI EXCITABILITATEA MEMBRANEI CELULARE DEFINIŢIE DEFINIŢIE CLASIFICAREA STIMULILOR CLASIFICAREA STIMULILOR LUMINOŞI

15 SUBLIMINAR: stimul slab, de intensitate mai mică decât pragul, care determină un răspuns local nespecific LIMINAR: stimul de intensitate egală cu pragul, care generează un răspuns celular specific LIMINAR: stimul de intensitate egală cu pragul, care generează un răspuns celular specific SUPRALIMINAR: stimul de intensitate mai mare decât pragul; generează un răspuns de aceea ş i amplitudine ca ş i stimulul liminar DESTRUCTIV: stimul de intensitate foarte mare, care determină un răspuns nespecific materializat prin modificări ireversibile la nivelul celulei stimulate DUPĂ DUPĂ INTENSITATE :

16 a) NEURONI influx nervos a) NEURONI influx nervos b) MIOCITE contracţie musculară b) MIOCITE contracţie musculară c) CELULE GLANDULARE secre ţ ie c) CELULE GLANDULARE secre ţ ie d) CELULE RECEPTOARE DIN ORGANELE d) CELULE RECEPTOARE DIN ORGANELE DE SIMŢ poten ţ ial de receptor DE SIMŢ poten ţ ial de receptor Ţ ESUTURI EXCITABILE Ţ ESUTURI EXCITABILE PARAMETRII EXCITABILITĂ Ţ II PARAMETRII EXCITABILITĂ Ţ II I Intensitatea stimulului D Durata de aplicare a stimulului B Bruscheţea

17 b) SPECIFIC: declanşat de aplicarea unui stimul supraliminar depolarizare puternică a membranei celulare a)N ESPECIFIC: proporţional cu intensitatea stimulului uşoară depolarizare a membranei celulare POTENŢIAL LOCAL TIPURI DE RĂSPUNS CELULAR POTENŢIAL DE ACŢIUNE

18 POTEN Ţ IAL LOCAL (ELECTROTONIC) Legea Weber - Fechner

19 POTEN Ţ IAL DE AC Ţ IUNE

20 1.L = PERIOADA DE LATENŢĂ 2.P P = PREPOTENŢIAL 3.A = PERIOADA ASCENDENTĂ (DEPOLARIZARE) 4.D = PERIOADA DESCENDENTĂ (REPOLARIZARE) 5.P pN = POSTPOTENŢIAL NEGATIV 6.P pP = POSTPOTENŢIAL POZITIV FAZELE POTEN Ţ IALULUI DE AC Ţ IUNE FAZELE POTEN Ţ IALULUI DE AC Ţ IUNE

21 CARACTERISTICI: CARACTERISTICI: o APARE LA APLICAREA UNUI STIMUL SUPRALIMINAR o RESPECTĂ LEGEA TOT SAU NIMIC o FRECVEN Ţ A DE REPETI Ţ IE A P.A. DEPINDE DE INTENSITATEA STIMULULUI o IMPLICĂ O PRONUN Ţ ATĂ DEPOLARIZARE A MEMBRANEI CELULARE o SE PROPAGĂ ÎN TOATE DIREC Ţ IILE, FĂRĂ PIERDERI ÎN AMPLITUDINE Legea lui Adrian

22

23 În repaus: Permeabilitatea pentru K + este mare ionii de K + sunt relativ aproape de echilibru ionii de K + sunt relativ aproape de echilibru DEPLASĂRI IONICE: DEPLASĂRI IONICE: Permeabilitatea pentru Na + este mică ionii de Na + sunt departe de echilibru ionii de Na + sunt departe de echilibru După aplicarea stimulului: Permeabilitatea pentru Na+ creşte i influx de Na+ p proces în avalanşă !!!

24

25 otenţialul de membrană creşte - 80 mV + 30 mV (Na+ se apropie de echilibru ENa = + 60 mV) La sfâr ş itul fazei ascendente: Fa ţ a internă a membranei este pozitivată Gradientul de poten ţ ial electric pentru K + î ş i schimbă sensul (I E) Începe efluxul ionilor de K + Începe efluxul ionilor de K + Permeabilitatea pentru Na + scade mult (ionii de Na + sunt aproape de echilibru)

26 Pe parcursul fazei descendente: Efluxul de K + devine predominant repolarizarea membranei repolarizarea membranei Pe parcursul postpoten ţi alului negativ: Efluxul de K+ scade (ionii de K+ se apropie de starea de echilibru) Potenţialul membranar scade lent spre valoarea de repaus

27 Pe parcursul fazei descendente: Efluxul de K + devine predominant repolarizarea membranei repolarizarea membranei Pe parcursul postpoten ţ ialului negativ: Efluxul de K + scade (ionii de K + se apropie de starea de echilibru) Potenţialul membranar scade lent spre valoarea de repaus Pe parcursul postpoten ţ ialului pozitiv: Restabilirea concentraţiilor ionice (pompa de Na + /K + ) hiperpolarizarea membranei hiperpolarizarea membranei

28

29 D.P.D.V AL EXCITABILITĂ Ţ II: D.P.D.V AL EXCITABILITĂ Ţ II: PERIOADA REFRACTARĂ ABSOLUTĂ PERIOADA REFRACTARĂ ABSOLUTĂ (faza ascendentă ş i începutul fazei descendente) PERIOADA REFRACTARĂ RELATIVĂ PERIOADA REFRACTARĂ RELATIVĂ (sfâr ş itul fazei descendente) PERIOADA DE HIPEREXCITABILITATE PERIOADA DE HIPEREXCITABILITATE (postpoten ţ ial negativ) PERIOADA DE HIPOEXCITABILITATE PERIOADA DE HIPOEXCITABILITATE (postpoten ţ ial pozitiv)

30