TA STVARA I ODRAVA RAZLIKU U SASTAVU EKSTRAELIJSKE

ŠTA STVARA I ODRŽAVA RAZLIKU U SASTAVU EKSTRAĆELIJSKE I INTRAĆELIJSKE TEČNOSTI ? ? ?

ĆELIJSKA MEMBRANA !!!

TRANSPORT KROZ ĆELIJSKU MEMBRANU -difuzija (prosta i olakšana) -posredovan nosačima (olakšana difuzija, primarni i sekundarni aktivni transport)

OSMOZA je protok vode (neto difuzija) kroz polupropustljivu ćelijsku membranu, iz rastvora sa malom koncentracijom rastvorenih čestica u rastvor sa većom koncentracijom rastvorenih čestica!!!

-Rastvori A I B razdvojeni su semipermeabilnom membranom. Rastvor A sadrži čestice koje su isuviše velike da bi prošle kroz membranu. Rastvor B je čista voda. Prisustvo čestica u rastvoru A dovodi do nastanka osmotskog pritiska -Razlika u osmotskim pritiscima koja se razvija na membrani uzrokuje da se voda kreće iz rastvora B (koji ima niži osmotski pritisak) u rastvor A ( sa višim osmotskim pritiskom) -Vremenom će se volumen rastvora A povećati a volumen rastvora B smanjiti.

-Koncentracija osmotski aktivnih čestica (nedifusibilne čestice) u rastvoru naziva se OSMOLARNOST -Osmolarnost se može izračunati korišćenjem sledeće formule: O=gx. C gde je: O = osmolarnost (osm/L) g = broj čestica u rastvoru (osm/mol) C = koncentracija (mol/L) g. Na. Cl = 2 gglucose = 1 Na. Cl ↔ Na+ + Cl-

ISOSMOTSKI = rastvori iste osmolarnosti HIPEROSMOTSKI = rastvor sa većom osmolarnošću HIPOOSMOTSKI =rastvor sa nižom osmolarnošću

JONSKI KANALI su integralni proteini koji se prostiru kroz celu membranu, od njene spoljašnje do unutrašnje strane, i kada su otvoreni omogućavaju prolazak određenih jona.

PRIMERI VOLTAŽ ZAVISNIH KANALA -Aktivaciona vrata Na+ kanala u nervu se otvaraju depolarizacijom i kada su otvorena, membrana nerva je propustljiva za Na+. -Inaktivaciona vrata Na+ kanala se zatvaraju depolarizacijom; kada su zatvorena, membrana je nepropustljiva za Na+. -Vrata (samo jedna) za K+ se otvaraju depolarizacijom; kada su otvorena membrana je propustljiva za K+. !!!

PRIMER ZA LIGAND ZAVISNE KANALE -Nikotinski receptor za acetilholin na motornoj završnoj u mišićima ploči je jonski kanal koji se otvara kada se acetilholin veže za njega. Kada je otvoren, propustljiv je za Na+ i K+, što dovodi do depolarizacije motorne završne ploče.

PRIMERI ZA Na+ I K+ DIFUZIONE POTENCIJALE sile hemijskog kretanja (koncentraciona razlika) sile električnog kretanja (potencijalna razlika)

NERNST-ova JEDNAČINA se koristi za izračunavanje ravnotežnog potencijala za datu koncentracionu razliku permeabilnog jona kroz ćelijsku membranu. E = ± 61 log Ci/Co gde je Co = ekstracelularna koncentracija i Ci = intracelularna koncentracija E Na+= + 65 m. V EK+= - 85 m. V ECa 2+ = + 120 m. V ECl- = - 85 m. V Ova jednačina pokazuje vrednost potencijala za dati jon pri elektrohemijskoj ravnoteži u slučaju da je membrana permeabilna samo za taj jon (ne i za druge jone) Znak potencijala ima pozitivnu vrednost (+) ako je jon koji se razmatra negativan a negativnu (-) ako je jon pozitivan. Izračunajte membranski potencijal za različite vrednosti C i razmislite!!!

MIROVNI MEMBRANSKI POTENCIJAL -se izražava kao izmerena potencijalna razlika kroz ćelijsku membranu u m. V. -se prema konvenciji, izražava kao vrednost intracelularnog potencijala u odnosu na ekstracelularni potencijal. Tako, mirovni membranski potencijal od – 70 m. V znači 70 m. V, sa negativnošću u ćeliji.

AKCIONI POTENCIJAL - je svojstvo ekscitabilnih ćelija (tj. nerva, mišića) koje se sastoji iz brze (msec) depolarizacije, koja je praćena repolarizacijom membranskog potencijala. Akcioni potencijali imaju: - stereotipičnu veličinu i oblik - prostiru se (šire se) duž membrane - po principu sve ili ništa.

PRAG je vrednost potencijala membrane na kome je akcioni potencijal neizbežan. Inward current (unutrašnja struja) depolarizuje membranu. Ako unutrašnja struja depolarizuje membranu do vrednosti praga, nastaje akcioni potencijal. U slučaju da nije dovoljno pozitivnih jona ušlo u ćeliju da bi depolarizovalo membranu do praga (subpragovni potencijal), tada neće nastati akcioni potencijal.

AKCIONI POTENCIJAL - Kretanje pozitivnih jona u ćeliju depolarizuje membranski potencijal do praga - Depolarizacija prouzrokuje brzo otvaranje aktivacionih vrata Na+ kanala, i provodljivost za Na+ brzo raste. - Provodljivost za Na+ postaje veća nego za K+ , i membranski potencijal se kreće prema (ali ga sasvim ne dostiže) ravnotežnom potencijalu za Na+. Takva brza depolarizacija tokom akcionog potencijala nastaje usled ulaska Na+ u ćeliju. -The overshot je brzi deo na vrhu akcionog potencijala kada je potencijal membrane pozitivan. -Tetrodotoxin (TTX) blokira ove voltaž-zavisne Na kanale i onemogućava nastajanje akcionog potencijala.

FAZA REPOLARIZACIJE AKCIONOG POTENCIJALA -Depolarizacija izaziva i zatvaranje inaktivacionih vrata Na+ kanala (ali mnogo sporije nego što uzrokuje otvaranje aktivacionih vrata). Zatvaranje inaktivacionih vrata dovodi do zatvaranja natrijumovih kanala, i provodljivost za Na+ se vraća ka nuli. -Depolarizacija sporo otvara K+ kanale i povećava provodljivost za K+, čak do višeg nivoa nego u mirovanju - Zajednički efekat zatvaranja natrijumovih kanala i veće otvaranje kalijumovih kanala dovodi do povećanja provodljivosti za kalijum, i membranski potencijal je repolarizovan. Na taj način, izlazak kalijumovih jona iz ćelije dovodi do repolarizacije. -Undershoot (hyperpolarizing afterpotential or positive afterpotential) hiperpolarizujući naknadni potencijal ili pozitivni naknadni potencijal – Provodljivost za kalijum se zadržava na višoj vrednosti nego u mirovanju kratko vreme nakon zatvaranja natrijumovih kanala. Tokom ovog perioda, membranski potencijal je veoma blizu vrednosti ravnotežnog potencijala za kalijum.

AKOMODACIJA se javlja kada se vrednost potencijala ćelijske membrane održava na depolarizacionom nivou tako da pragovni potencijal postoji ali bez okidanja akcionog potencijala. Akomodacija može da se demonstrira preko hiperkalemije, kada je skeletna mišićna membrana depolarizovana usled visoke koncentracije ekstracelularnog K+. Iako je membranski potencijal blizu praga, akcioni potencijal se ne javlja jer su inaktivaciona vrata Na+ kanala zatvorena usled depolarizacije, što dovodi do mišićne slabosti.

Propagacija akcionih potencijala nastaje kada se lokalno kretanje pozitivnih jona proširi na susedne delove membrane, koji se zatim depolarizuju do pragovnog potencijala nakon čega nastaju akcioni potencijali.

Brzina provođenja u nervnim vlaknima zavisi od: a. Dijametra vlakna – povećanje dijametra nervnog vlakna dovodi do smanjenja unutrašnjeg otpora; tako, brzina provođenja impulsa raste što je vlakno deblje. b. Mijelinske ovojnice. Mijelin ima ulogu izolatora oko aksona i povećava brzinu provođenja impulsa u nervnim vlaknima. Mijelinizirana nervna vlakna provode impulse tzv. saltatornom kondukcijom budući da akcioni potencijali mogu da nastanu samo u Ranvijerovim čvorovima, mestima prekida mijelinske ovojnice.