PROPRIETI ELECTRICE ALE MEMBRANEI CELULARE BIOELECTROGENEZA DEFINIIE CAUZE
PROPRIETĂŢI ELECTRICE ALE MEMBRANEI CELULARE
BIOELECTROGENEZA DEFINIŢIE CAUZE: 1) DIFUZIA IONILOR PRIN MEMBRANĂ
Ø IONI PERMEANŢI : Na+, K+, ClØ PERMEABILITĂŢI RELATIVE LA REPAUS CELULAR : PK : PNa : PCl = 1: 0, 04 : 0, 45 Ø CONCENTRAŢII IONICE (m. M) : Na+ K+ Cl- Interior: 15 150 9 Exterior: 150 5, 5 125
BIOELECTROGENEZA 1) DIFUZIA IONILOR PRIN MEMBRANĂ 2) FUNCŢIONAREA ELECTROGENICĂ A POMPEI DE Na+/K+ 3) PREZENŢA ÎN CITOPLASMĂ A UNOR MACROIONI PROTEICI NEPERMEANŢI
POTENŢIAL MEMBRANAR DE REPAUS MĂSURARE: Tehnica de microelectrod Ø ELECTROD PASIV (suprafaţă mare) Ø ELECTROD ACTIV (suprafaţă mică)
Ø FORMULA GOLDMAN–HODGKIN–KATZ: Ø CONVENŢIE: Ø VALORI TIPICE
POTENŢIAL NERNST DE ECHILIBRU condiţia de echilibru electrochimic
Na+ K+ Cl- Interior: 15 150 9 Exterior: 150 5, 5 125 Ø FORMULA LUI NERNST:
Ø POTENŢIALE NERNST PENTRU IONII PERMEANŢI: PENTRU IONII DE SODIU: Na+ : + 60 m. V Na+ este departe de starea de echilibru electrochimic ! (permeabilitate membranară redusă pentru Na+)
PENTRU IONII DE POTASIU: K+ : – 86 m. V K+ este aproape de starea de echilibru electrochimic (permeabilitate membranară mare pentru K+)
PENTRU IONII DE CLOR: Cl- : – 69 m. V Cl- este aproape de starea de echilibru electrochimic (permeabilitate membranară mare pentru Cl-)
+ + Na Na + + K K Cl Cl INT: Interior: 15 15 150 99 EXT: Exterior: 150 5, 5 125 Ø TENDINŢA TRANSPORTULUI PASIV: ION: Dc DE Total K + Cl I E E I I E 0 Na + E I
EXCITABILITATEA MEMBRANEI CELULARE DEFINIŢIE STIMUL MODIFICĂRI ALE UNOR FACTORI EXTERNI CE AU CA EFECT MODIFICĂRI FIZIOLOGICE LA NIVELUL CELULEI STIMULATE (RĂSPUNS CELULAR) CLASIFICAREA STIMULILOR q DUPĂ NATURA FACTORULUI EXTERN: MECANICI ELECTRICI CHIMICI LUMINOŞI
q DUPĂ INTENSITATE: • 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 • SUPRALIMINAR: stimul de intensitate mai mare decât pragul; generează un răspuns de aceeaşi amplitudine ca şi stimulul liminar • DESTRUCTIV: stimul de intensitate foarte mare, care determină un răspuns nespecific materializat prin modificări ireversibile la nivelul celulei stimulate
ŢESUTURI EXCITABILE a) NEURONI influx nervos b) MIOCITE contracţie musculară c) CELULE GLANDULARE secreţie d) CELULE RECEPTOARE DIN ORGANELE DE SIMŢ potenţial de receptor PARAMETRII EXCITABILITĂŢII ü Intensitatea stimulului ü Durata de aplicare a stimulului ü Bruscheţea
TIPURI DE RĂSPUNS CELULAR a) NESPECIFIC: • proporţional cu intensitatea stimulului • uşoară depolarizare a membranei celulare POTENŢIAL LOCAL b) SPECIFIC: • declanşat de aplicarea unui stimul supraliminar • depolarizare puternică a membranei celulare POTENŢIAL DE ACŢIUNE
POTENŢIAL LOCAL (ELECTROTONIC) Legea Weber - Fechner
POTENŢIAL DE ACŢIUNE
FAZELE POTENŢIALULUI DE ACŢIUNE 1. L = PERIOADA DE LATENŢĂ 2. PP = PREPOTENŢIAL 3. A = PERIOADA ASCENDENTĂ (DEPOLARIZARE) 4. D = PERIOADA DESCENDENTĂ (REPOLARIZARE) 5. Pp. N = POSTPOTENŢIAL NEGATIV 6. Pp. P = POSTPOTENŢIAL POZITIV
CARACTERISTICI: o APARE LA APLICAREA UNUI STIMUL SUPRALIMINAR o IMPLICĂ O PRONUNŢATĂ DEPOLARIZARE A MEMBRANEI CELULARE o RESPECTĂ LEGEA “TOT SAU NIMIC” o FRECVENŢA DE REPETIŢIE A P. A. DEPINDE DE INTENSITATEA STIMULULUI Legea lui Adrian o SE PROPAGĂ ÎN TOATE DIRECŢIILE, FĂRĂ PIERDERI ÎN AMPLITUDINE
DEPLASĂRI IONICE: ☻ În repaus: Permeabilitatea pentru K+ este mare ionii de K+ sunt relativ aproape de echilibru Permeabilitatea pentru Na+ este mică ionii de Na+ sunt departe de echilibru ☻ După aplicarea stimulului: Permeabilitatea pentru Na+ creşte Þ influx de Na+ Þ proces în avalanşă !!!
Þ potenţialul de membrană creşte - 80 m. V → + 30 m. V (Na+ se apropie de echilibru ENa = + 60 m. V) ☻ La sfârşitul fazei ascendente: Faţa internă a membranei este pozitivată Gradientul de potenţial electric pentru K+ îşi schimbă sensul (I → E) Þ Începe efluxul ionilor de K+ Permeabilitatea pentru Na+ scade mult (ionii de Na+ sunt aproape de echilibru)
☻ Pe parcursul fazei descendente: Efluxul de K+ devine predominant repolarizarea membranei ☻ Pe parcursul postpotenţialului negativ: Efluxul de K+ scade (ionii de K+ se apropie de starea de echilibru) Potenţialul membranar scade lent spre valoarea de repaus
☻ Pe parcursul fazei descendente: Efluxul de K+ devine predominant repolarizarea membranei ☻ Pe parcursul postpotenţialului negativ: Efluxul de K+ scade (ionii de K+ se apropie de starea de echilibru) Potenţialul membranar scade lent spre valoarea de repaus ☻ Pe parcursul postpotenţialului pozitiv: Restabilirea concentraţiilor ionice (pompa de Na+/K+) hiperpolarizarea membranei
D. P. D. V AL EXCITABILITĂŢII: PERIOADA REFRACTARĂ ABSOLUTĂ (faza ascendentă şi începutul fazei descendente) PERIOADA REFRACTARĂ RELATIVĂ (sfârşitul fazei descendente) PERIOADA DE HIPEREXCITABILITATE (postpotenţial negativ) PERIOADA DE HIPOEXCITABILITATE (postpotenţial pozitiv)
- Slides: 28