MEMBRANSKI POTENCIJALI Membranski Potencijali Elektrini potencijali elijske membrane

MEMBRANSKI POTENCIJALI

Membranski Potencijali Električni potencijali ćelijske membrane Električni potencijal je razlika u naelektrisanju (+; -) između dve tačke izražena u Voltima

Membranski Potencijali Ćelijska membrana je sa jedne strane elektropozitivna (el. pozitivan pol) a sa druge elektronegativna (el. negativan pol) (Ćelijska membrana je polarizovana)

Membranski Potencijali Elektropozitivnost uzrokuju katjoni (+) a elektronegativnost anjoni (-) uz ćelijsku membranu

Intracelularni Ekstracelularni joni For kids

Zašto su važni membranski potencijali?

Membranski Potencijali Omogućavaju organizmu da prima draži iz spoljašnje i unutrašnje sredine i da reaguje na njih U cilju očuvanja homeostaze i funkcija ćelija (organa, organizma)

Mirovni membranski potencijal postoji na membranama skoro svih ćelija 1. U nekim vrstama ćelija (žljezdane, cilijarne, ( makrofage) ima ulogu u kontroli funkcija tih ćelija 2. Uslovljava nastanak akcionog potencijala ekscitabilnih ćelija-tkiva

Akcioni potencijal je nagla promena mirovnog potencijala i brzo ponovno vraćanje na mirovni potencijal

Akcioni potencijal Ekscitabilne ćelije (nervne i mišićne) stvaraju akcioni potencijal kojima se signal prenosi duž nervne i mišićne membrane.

Akcioni potencijal Ekscitabilne – nadražljive ćelije, reaguju na draž promenom el. potencijala

Priroda draži Fizičke fizičko – hemijske i hemijske

Nadražljive ćelije u miru Imaju Mirovni membranski potencijal Ćelijska membrana nenadraženih ćelija sa spoljašnje strane deluje kao elektropozitivna, a sa unutrašnje kao elektronegativna

Reakcija nadraženih ćelija Nastanak akcionog potencijala Draž izaziva promenu ovakvog naelektrisanja; spoljašnja strana membrane postaje elektronegativna, a unutrašnja strana elektropozitivna

Fizičke osnove membranskih potencijala

Mirovni membranski potencijal

Mirovni membranski potencijal Koncentracija K+ u ćeliji visoka K+ difunduje iz ćelije Dajući elektropozitivnost spoljašnje strane membrane Nedifuzibilni anjoni ostaju u ćeliji dajući elektronegativnost unutrašnje strane membrane

Mirovni membranski potencijal ekstracelularno membrana polarizovana +spolja -unutra ++++++ K+ Ćelijska membrana -----------proteini i org. fosfati (Nedifuzibilni anjoni) U roku od 1 milisekunde javlja se potencijal (Nernstov) dovoljno visok (-96 m. V) da zaustavi dalju difuziju K+ intracelularno Difuzija K+ ++

Mirovni membranski potencijal 1. Kalijumski, natrijumski kanali oko sto puta propustljiviji za K+ Zato K+ difunduje iz ćelije Difuzioni potencijali i aktivni transport obezbedjuju mirovni potencijal oko -70 m. V za nervne i -90 m. V za ćelije skeletnog mišića

Mirovni membranski potencijal 2. Aktivni transport, natrijum-kalijum elektrogena pumpa (3 Na+, 2 K+) uzrokuje gradijente: Na+ spolja 142 mmol / L, unutra 14 mmol / L K+ spolja 4 mmol / L, unutra 140 mmol / L Obezbedjuje mirovni potencijal

Funkcionalne posledice mirovnog potencijala Uslovljava nastanak akcionog potencijala ćelija ekscitabilnih tkiva Kontrola funkcije nekih ćelija (šljezdane, cilijarne, makrofagi. . )

Akcioni potencijal

Akcioni potencijal je nagla promena mirovnog potencijala i brzo ponovno vraćanje na mirovni potencijal

Akcioni potencijal BILO KOJA DRAŽ KOJA POVEĆAVA PRPUSTLJIVOST MEMBRANE ZA JONE Na izazviva akcioni potencijal

Akcioni potencijal Promene na unutrašnjoj strani membrane Promena Negativnog naelektrisanja (depolarizacija) u pozitivno zbog ulaska Na i ponovno vraćanje na negativno naelektrisanje (repolarizacija) Obrnuto se dešava na spoljašnjoj strani membrane

Akcioni potencijal Koncentracija Na+ van ćelije visoka Draž izaziva povećanu propustljivost membrane za Na, Na+ difunduje u ćeliju membrana sa unutrašnje strane postaje elektropozitivna (zbog Na+) a spolja elektronegativna (zbog anjona-)

Akcioni potencijal Mehanizmom pozitivne povratne sprege* difuzija Na+ Promena prvobitne polarizacije membrane (depolarizacija) Sledi vraćanje prvobitne polarizacije (repolarizacija) ekstracelularno Anjoni -------------Ćelijska membrana +++++++Na intracelularno *Zakon “sve ili ništa” ---+++

Akcioni potencijal Tri stadijuma Mirovanje (unutrašnja strana membrane-) Depolarizacija (unutrašnja strana membrane +) repolarizacija (unutrašnja strana membrane -)

Akcioni potencijal Potencijal se može meriti mikroelektrodom Potencijal za pojedine jone se izračunava Nernstovom , a za više jona Goldmanovom jednačinom

Nervni akcioni potencijal

Difuzioni potencijali

Akcioni potencijal Učesnici u akcionom potencijalu su voltažno zavisni natrijumski i kalijumski kanali (određena voltaža zaustavlja prolazak jona kroz kanale) 1. K-Na ističući kanali (difuzija) 2. Na-K pumpa (aktivni transport)

Aktivni transport i kanali za Na i K

Započinjanje i širenje akcionog potencijala Akcioni potencijal se širi u svim pravcima Princip “sve ili ništa” Ponovno uspostavljanje mirovnog potencijala omogućava Na+- K+ pumpa

Širenje akcionih potencijala

Refraktarni period Novi akcioni potencijal se ne može pojaviti sve dok je membrana depolarisana prethodnim akcionim potencijalom l l Apsolutni ref. period Relativni (posle apsolutnog i traje 1/2 ili 1/4 apsolutnog) ref. period

Inhibicija ekscitabilnosti Visoka koncentracija Ca 2+ u ekstracelularnoj tečnosti (smanjuje propustljivost membrane za jone Na) Lokalni anestetici

NEURON Telo (ćelija sa jedrom i citoplazmom) 2. Dendriti 1. (ćelijski produžeci “prijemnici-antene”) 3. Akson (jedan ćelijski produžetak“predajnik”) 4. Nervni završeci (završetak aksona -“delta reke”)

Motorni neuron

Neuron (wikipedia) ddendriti Nervni završeci telo akson

Započinjanje i širenje akcionog potencijala Neurona Akcioni potencijal neurona izazivaju neurotransmiteri

Započinjanje i širenje akcionog potencijala Neurona Akcioni potencijal se širi od mesta nastanka duž cele memrane Najčešće započinje na dendritima i širi se ka aksonu

Wikipedia membrane potential electrical

NEURON

Izazivanje akcionog potencijala mišićne ćelije Na neuromišićnoj spojnici

Neuromišićna spojnica Veza motornog neurona i mišićnih ćelija Poprečnoprugaste m. ćelije Veza izmedju jednog n. završetka motornog neurona i sarkomere se naziva motorna ploča. Spoj mišićnih ćelija sa svim nervnim završecima jednog m. neurona je motorna jedinica

Neuromišićna spojnica Neuromišićna jedinica Motorna ploča

Neuromišićna spojnica (p. p mišićne ćelije) Motorna jedinica Mišićne ćelije sa n. završecima jednog m. neurona Motorna ploča m. ploča Motorni nerv

Izazivanje akcionog potencijala p. p. mišićne ćelije Acetilholin koga luči nervni završetak, otvara kanale na membrani, kroz koje prolazi Na+ u ćeliju, nastaje akcioni potencijal membrane mišićne ćelije

Izazivanje akcionog potencijala glatkih mišićnih ćelija 1. Nerv koji oslobađa neurotransmiter u međućelijski prostor 2. Humoralne supstance 3. Istezanje mišića

Izazivanje akcionog potencijala glatkih mišićnih ćelija

Izazivanje akcionog potencijala srčanog mišića Nastaje spontano u Sino-Atrijanom (SA) čvoru sprovodnog sistema srca

Funkcionalne posledice akcionog potencijala A. P USLOVLJAVA Kontrakciju ćelija u mišićnom sistemu Prijem impulsa (sa receptora koji primaju draži) i prenos impulsa u nervnom sistemu