tesuturi excitabile nou

Author: -

Post on 07-Aug-2018

229 views

Category:

Documents


0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    1/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    2/94

    • Catedra Fiziologiaomului si Biofizica

    • Sef catedraProf. univer.  V. Vovc

    [email protected]

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    3/94

    Fiziologia tesuturilor

    excitabile1 Fiziologia membranei celulare

    2 Electrogeneza membranei biologice:potenţialul de repaus

    3 Potenţialul de acţiune.

    4  Neuronul. Fibrele nervoase

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    4/94

    Fiziologia membranei celulare• Celula este unitateafuncţională de bază a

    oricărui organism.

    • Funcţiile fundamentale ale

    celulei:• creştere şi metabolism• re!roducere• sinteză !roteică

    • mişcare.• "ste formată din

    • #embrană• Cito!lasmă•  $ucleu

    %iagram of a t&!ical animal 'eu(ar&otic) cell* s+o,ing subcellularcom!onents. -rganelles:') nucleolus '/) nucleus '0) ribosome '1) vesicle '2) roug+endo!lasmic reticulum '"3) '4) 5olgi a!!aratus '6) C&tos(eleton

    '7) smoot+ endo!lasmic reticulum '8) mitoc+ondria '9) vacuole') c&to!lasm '/) l&sosome '0) centrioles ,it+in centrosome

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    5/94

    Structura membranei celulare

    Modelul mozaicului fluid

    • n 86/* S. Singer and 5. $icolson !ro!osed t+e Fluid #osaic

    #odel of membrane structure

    Extracellular fluid

    CarbohydrateGlycolipid

    Transmembraneproteins

    Glycoprotein

    Peripheralprotein

    Cholesterol

    Filaments of 

    cytoskeleton

    Cytoplasm

    Modelul mozaicului luid, propus de Jonathan S. Singer şiGarth Nicholson, prezintă membrana celulară ca un model fluidmozaicat, unde numeroasele componentele structurale se pot

    deplasa liber.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    6/94

    M e m b r a n a c e l u l a r ă

    este o structură care

    delimitează două compartimente - compartimentul extracelularşi compartimentul intracelular

    Rolul membranei celulare:• Transmitere de informaţie;• Transport selectiv de substanţe;

    •  Diferenţa de potenţial.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    7/94

    PROTE!E"E MEM#R$!$RE• rol structural si functional

    • 1/ din masa membranei! repre"int# elementulacti$ care determin# propriet#%ile &i func%iile specificeale membranei

    • C'()*F*C(RE +,n func%ie de rela%ia cu matriceafosfolipidic#

    1- proteine periferice .extrinseci

    - proteine inte0rale .intrinseci

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    8/94

    PRTE*2E'E PER*FER*CE .extrinseci

    • slab ancorate de matricea fosfoli!idică !rin forţeelectrostatice• au mobilitate mare ;n !lanul membranei* controlată

    metabolic3-;n !rinci!al de "$?#" #"#B3$3"

    • "Aterne acetilcolinesteraza inactiveazăacetilcolina'c+)

    • nterne adenilatciclaza generează #Pc'mesagerintracelular)

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    9/94

    PROTE!E"E !TE%R$"E .intrinseci

    R'3R*• C(2('E .ioni &i ap#• TR(2)PRTR* .4carrier5• RECEPTR* 6E67R(2(R*

    • PRTE*2E de ata&are intercelular#• PRTE*2E de recunoa&tere intercelular#

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    10/94

    Func%iile ma8ore ale proteinelor membranare1. Funcţia de tansport.

    ▪ Proteinele tubulare pot aea rol de canale ionice hidrofile ,specifice pentru anumi!i ioni, de e". de Na+, de K+.▪ #lte proteine pot func!iona ca pompe ionice. $n acest caz aucapacitatea de a hidroliza #%P ca sursă de energie pentrupomparea actiă a substan!elor dintr&o parte 'n alta amembranei, de e". Na+ /K + ATPaza.

    ▪ ("istă şi proteine cu rol de transportor )carrier*, de e". proteina

    transportoare de glucoză (GLUT)2. !ctivitate enzimatic". Proteinele membranare pot func!ionaca enzime+ metaloproteinaze pentru componente de matricee"tracelulară, fosfolipaze, inaze, fosfataze care interin 'nmetabolismul celular. $n unele cazuri, mai multe celule suntorganizate ca o echipă care efectuează etape succesie dintr&ocale metabolică.

    3. Funcţie de receptor , fiind astfel implicate 'n transduc!ia)transmiterea* semnalului prin membrană. $n domeniilee"tracelulare ale acestor proteine e"istă locuri -site specificepentru mediatori, hormoni, neuromediatori, sau alte moleculecare func!ionează ca mesageri chimici sau liganzi. #cestiaproduc modificări conforma!ionale ale proteinei receptor, care

    permit transmiterea informa!iei 'n interiorul celulei. 

    ATP

    Enzymes

    Signal

    Receptor

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    11/9411

    Recunoaşterea celulă-celulă, rol îndeplinitde glicoproteinele de la suprafaţa celulei

    Rol în adeziunea celulă-celulă. Proteinele membranare ale celulelor

     învecinate se alătură i formează !oncţiuni"legături# de tip gap !unctions "mai la$e#sau tig%t !unctions "str&nse#

    Ataşarea la structurile din citoschelet sauale matrixului extracelular. Proteinelemembranare se leagă de micro'lamentelecitosc%eletului( aceste legături permiţ&ndmenţinerea formei celulei i stabilizareamembranei celulare

    4.

    5.

    6.

    )lyco*protein

    Funcţiile ma#ore ale proteinelormembranare $ continuare

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    12/94&'

    Exterior

    6embranaplasmatic#

    *nterior

    Protein# transportor Receptor de suprafa%#En"im#

    6arker de identitate

     .anti0en

    (ncorarea la citoschelet(de"iunea celul#9celul#

    Func%iile proteinelor plasmatice

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    13/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    14/94

    )istemul de transport ionicmembranar .)T*6

    • 9 Canale ionice• 9 Pompe ionice• 9 Transportori ionici

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    15/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    16/94

    (anale ionice

    )mod de acti*are+

    1- Canale ionice controlate.0ated

    • canale voltaj-dependente >controlate de !otenţialul electricde membrană

    • canale controlate de liganţi 

    • canale controlate de stimulimecanici 

    • canale controlate de concentraţiaaltui ion dect al celui care estetrans!ortat.

    -Canale ionice f#r# poart#• necontrolate .non0ated

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    17/94

    (anale ionice

    fără

    poartă )de repaus+

    Clasificare: ;! 2a;! Ca;! Cl• asi0ur# men%inerea poten%ialului

    de repaus prin transportul ionic

    pasi$! ,n echilibru cu transportulacti$ primar &i secundar

    • fluxul ionic de cca- 1

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    18/94

    (anale ionice

     cu poartă

     Particularităţi:• 9permit un flux contolat mai

    rapid---• 9particip# la 0enerarea!

    transmiterea sau modulareapoten%ialului de ac%iune

    • 9au fost descoperite primele• 9pre"int# o di$ersitate mai mare• 9repre"int# principala %int#

    terapeutic#

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    19/94

    un canal ionic prezinta,

    • 1- canal de trecerea al ionilor  9 porul sau canalul ionicpropriu9"is>

    • -  filtrul de selectivitate 9 prin dimensiunile! forma si sarcinasa electrica asi0ura permeabilitatea selecti$a a canalului>

    • ?- una sau doua porti  9 confi0uratii moleculare tran"itoriidatorita carora canalele ionice pre"inta o dinamica [email protected]@>

    • A- un senzor  9 structura recepti$a la actiunea unor factoride control! celulari si extracelulari! care comanda dinamicaportilor-

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    20/94

    (anale ionice cu poartă

    • VoltaD de!endente

    • Canale de 2a; $olta89 dependenteidentificat 1B

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    21/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    22/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    23/94

    %analul de Na& prezinta o poarta de activare & notata m si una deinactivare & notata . Portile prezinta urmatoarea dinamica+

    / la valoarea potentialului de repaus & canalul de Na0 este !nc!s,

    bariera de actiare m este inchisa si cea de inactiare h este deschisa1

    / in faza de depolarizare & canalul de Na0 este desc!s, poarta deactiare m se deschide atunci cand se atinge o depolarizare cuamplitudinea de 23&24 m5 si canalul permite trecerea curentului deNa0 spre interior1

    / in faza de repolarizare & canalul de Na0 este !nact!"at ' poarta h seinchide lent, inactiand dupa un scurt interal )2 ms*, curentul de Na0 rezultat in urma deschiderii portii m. 6analul in stare inactiata, arepoarta m deschisa si poarta h inchisa si dupa 7 ms trece in stare derepaus.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    24/94

    (anale ionice cu

    poartă

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    25/94

    (anale ionice cu poartă

    • Controlate c+imic

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    26/94

    (anale ionice cu poartă

    • Controlate mecanic

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    27/94

    • 

    %analele intercelulare (cone)onii*•se gasesc la nielul 8onctiunii permeabile dintre celule, numita gap #onct!on.

    •fiecare cone"on este format din 9 hemicanale, apartinand celor douamembrane aflate in apozitie. :iecare hemicanal are 7 unitati proteice caredelimiteaza un por cu diametru de 2,4 nm, permeabil pentru molecule cu

    diametru mic, cum ar fi+ apa, ionii, nucleotidele, itaminele, produsii demetabolism celular si mesagerii secundarii.

    •acidoza intracelulara si cresterea 6a90 citosolic suprima conductantacone"onilor.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    28/94

    POMPE O!(E

    • transport# acti$ ioni! mol-

    or0anice• implic# reac%ii en"imatice

    • rat# mic# de transport

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    29/94

    Transportori ionici

    • > $aECa• > $aE• > ClEC-0 >• > $aE aa* $aE5• > $aEC-0• > $aEGE/Cl• > GECl

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    30/94

    Tipuri de transport membranar

    Procesele de trans!ort celular sunt realizate de anumite !roteine membranare. cestea sunt !roteine im!licate ;nde!lasarea ionilor* moleculelor mici* macromoleculelor* etc.

     !rin membrana.Tipuri de transport:

    1.Sistemele de microtransport 1- Transport pasi$:"A. difuzie* osmoza* difuzie facilitata

    - Transport acti$:"A. trans!ortul macromoleculelor* !om!a de sodiuE!otasiuSe realizeaza !rin intermediul mai multor ti!uri de !roteine:

    canale ionice* molecule trans!ortor 'carriers) si H!om!eI. E4din genomul uman codifica !roteine de trans!ort.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    31/94

    ' Sistemele de

    m a c r t r a n s p r t

    1  (ndicitoza

    2  ("ocitoza

    3  6oloidope"ia

    4  ;ofeocitoza

    %ranscitoza

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    32/94

    Pasi*, transportul prin canale ionice

    • canalele ionice au un !orcentral desc+is att eAtra> cti intra>celular

    •  trans!ortul este relativra!id

    •  trans!ortul are loc ;n direciagradientului electroc+imic al

    ionilor res!ectivi

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    33/94

    Pasi$: transportul prin4carriers5 .molecule transportor

    Moleculele transportor (+carriers,*:•sunt proteine transmembranare desc-isealternativ pe o parte sau alta amembranei•transportul este mai lent aţa de cel mediat decanalele ionicemediaza +diuzia acilitata, E).: transportul glucozei

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    34/94

    Transportul acti$ primar

    • Decur0e cu consum deener0ie obinuta prinhidroli"a (TP9lui>

    •  Exista ? tipuri de (TP9a"e:F! si P-

    •  Pompa de sodiu .(TP9a"ade 2a;9; este o (TP9a"ade tip P-

    • Pe ba"a ener0iei furni"atede hidroli"a unei moleculede (TP scoate ? ioni de 2a;din celula &i introduce ioni de ;>

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    35/94

    Fi0-*-- )tructura proteic# a pompei 2a;9;9(TP9a"#! ,ncorporat# ,n mem9brana celular#- 

    Subunitatea J constituie sistemul anti!ort.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    36/94

    Transportul acti$ secundar.cotransport

    Transportul 4cuplat5 care nu utili"ea"a (TP transportacti$ secundar

    •  transportul unei substane ,n sensul 0radientului de

    concentraie poate fi folosit pt a transporta alta moleculasau ion ,mpotri$a 0radientului de concentraie sauelectrochimic>

    Cotransport .simport  ambii solu%ii sunt transporta%i ,n

    aceeai direcie>Contratransport  mol- transportate ,n direcii diferite>•  ex- transportul 2a; este cuplat cu alte mol>

    cotransportul 2a;/;! 2a;/Ca;! etc

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    37/94

    Transportul acti$ secundar

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    38/94

    Fi0-*-?- 6odelul repre"entati$ alfunc%ion#rii pompei 2a;;9(TP9a"a- ile continue indică direcţiatrans!ortului activ* iar lini>ile;ntreru!te indică direcţiatrans!ortului !asiv 'difuziunea).

    Fig./.4. 0ransportul activsecundar.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    39/94

    (aracteristici func.ionale ale membranelor

    celulare

    #embranele celulare au două caracteristici cu im!licaţii

    maDore ;n funcţionalitaea celulei:1.  Permeabilitate selectivă2. Încărcătură electrică (polaritate) de o parte i de alta a

    membranei.

    /-Permeabilitatea selecti*ă a membranei,

    • "ste determinată de:•  Prezenţa bistratului lipidic* care se o!une trecerii moleculelor solubile ;n

    a!ă. #embrana este:•  !ermeabila !entru molecule li!osolubile 'acizi grasi* etanol) si molecule de

    gaz '-/ si C-/)* care strabat cu usurinta matricea fosfoli!idica•  !artial !ermeabilă !entru a!ă şi molecule +idrofobe mici• im!ermeabilă !entru molecule +idrosolubile.

    •  Interacţiunea ionilor cu apa•  Prezenţa canalelor ionice

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    40/94

    7istratul lipidic este semipermeabil

    •  !ermeabil !entru moleculeli!osolubile 'acizi grasi*etanol) si molecule de gaz '-/ si C-/)* care strabat cuusurinta bistratul fosfoli!idic

    • !artial !ermeabil !entru a!aşi molecule +idrofobe mici

    • im!ermeabil !entru molecule+idrosolubile: ioni* glucoză*amino>acizi* !roteine* acizinucleici.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    41/94

    '- 0ncărcătura electrică a membranei, poten.ialul de

    repaus1 poten.ialul de ac.iune-

    Excitabilitatea membranei-

    • "Acitabilitatea este !ro!rietatea unei structuri de a răs!undes!ecific* ra!id şi localizat la un stimul eAtern sau intern.

    • Sau* altă definiţie

    • "Acitabilitatea este ca!acitatea unei structuri de a capta i prelucra

    sau decodi'ca informaţia unui semnal 'stimul) i de a răspundeprintr*o reacţie  biologică cores!unzătoare.

    • Su!ortul eAcitabilităţii celulare este re!rezentat de dinamica repartiţieiionilor de o !arte şi de alta a membranei celulare şi de existenţa si funcţionalitatea sistemelor de transport ionice transmembranare.

    Răspunsul oricărei structuri vii la acţiunea unui semnal este rezultatulinteracţiunii specifce dintre semnal, ca suport al inormaţiei şi ostructură capabilă să decodifce şi să-i preia mesajul inormaţional.Ca urmare a interacţiunii, semnalul devine stimul !  iar structura ce preia inormaţia se defneşte ca receptor ; astfel "ntre cele 2 sisteme se stabilete o relaţie de condiţionare reciprocă uncţională. 

    (  #$%&'$$T&'*+,+''-+$ +#+. $ditor/ eon ,0rean! 23)

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    42/94

    PROPRIETPROPRIETĂŢĂŢII

    ELECTRICE ALEELECTRICE ALEMEMBRANEI CELULAREMEMBRANEI CELULARE

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    43/94

      iziologia .esuturilor excitabile

     Excitabilitatea este ca!acitatea de>a răs!unde la eAcitaţie ;n mods!ecializat* orientat* cu o viteză maAimă."Acitabilitatea* metabolizmul şi re!roducerea sunt !ro!rietăţi biologice

    fundamentale. Excitaţia este un fenomen biologic com!licat care se caracterizează

     !rin modificarea !roceselor metabolice şi termogenice* !rin

    de!olarizarea tem!orară a membranei celulare cu generarea !otenţialului de acţiune şi alte manifestări fiziologice şi biofizices!ecifice.

    Hesuturi excitabile sunt:aHesutul ner$os>bHesutul muscular>

    cHesutul 0landular-3estul ţesuturilor !osedă ca!acitatea de>a reacţiona la acţiuneastimulurilor !rin modificări structurale şi fizico>c+imice

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    44/94

    2efini.ii şi precizări

    • 5radient de concentraţie sau c+imic: diferenţa deconcentraţie a unui ion sau a unei substanţe dintreinteriorul şi eAteriorul celulei.

    • 5radient electric: diferenţa de !otenţial electric dintre

    interiorul şi eAteriorul celulei. Se datorează dis!uneriiinegale* asimetrice a ionilor.• %e!olarizare: inversarea !olarităţii membranei* faţă de

    starea de re!aus 'sarcini negative la eAterior şi !ozitive la

    interior).• 3e!olarizare: revenirea la !olaritatea iniţială* de re!aus'sarcini !ozitive la eAterior şi negative la interior ).

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    45/94

    Poten.ialul de repaus

    • Ln stare de re!aus* sarcinile !ozitiveale eAteriorului membranei suntdate de prezenţa sodiului i ale

     potasiului .•  $aM

    • %atorită gradientului de concentratiefavorabil el tinde sa intre ;n celulă.

    • n re!aus* membrana celulara esteslab !ermeabilă !entru $aM 'cauza Nnr. de canale de scurgere*

    dimensiunea• Ln stare de re!aus* canalele de GMsunt desc+ise. Prin urmare* ;nre!aus* membrana celulara este

     !ermeabilă !entru GM

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    46/94

    • PTE2H*('3' DE REP(3) .PR• repre"int# diferen%a de poten%ial ,ntre suprafa%a intern# .electric ne0ati$# &i suprafa%a

    extern# .electric po"iti$# a membranei neuronale ,n condi%ii de repaus func%ional• $aloarea 9 I< m J 9 B< m

    • cau"a J reparti%ia neuniform# a ionilor de o parte &i de alta a membr-= permeabilitatea selecti$# a membr- .  ;  K 2a; = pre"en%a (TP9a"ei 2a; /  ;= 9 Echilibrul Donnan

    K+

    Na++ + + +   + +

    + +

    ++++

     –  –    – 

      – – 

     –  –  – 

     – 

     –  –    – 

     înregistrareapotenţialului

    de repaus

    POTENŢIALUL DE REPAU

    e!tra"elular 

    #e#$rana

    "elular%intra"elular 

    6ED*3'*2TR(CE'3'

    6ED*3'EMTR(CE'3' Tabel 1. Potenţialul de repaus

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    47/94

    (R .mEL/'

    (R .mEL/'

    2a; 1

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    48/94

    %oncentraţia & intracelular14 mE56l' &e)tracelular4 mE56l

    e)tracelular  

    intracelular  

    7radient electric 

    7radient c-imic 

    & 4 mE56l

    & 14 mE56l

    1- pe ba"a 0radientului chimicare  loc difu"iunea ; dinspre interiorul spre

    exteriorul celulei 9 eflux de &- pe ba"a 0raientului electric  are loc difu"iunea ;dinspre exteriorul spre

    interiorul celulei influxde  &

    %l$

    %l$&

    &

    Potenţialul de repaus continuare

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    49/94

    • Gradientul de concentratie si canalele de >0 deschise determina uneflu" de >0 catre e"teriorul celulei

    •  $n acest moment, 'ntre e"teriorul si interiorul celulei se stabileste odiferenta de potential, care, pentru neuron este de @ A4 m5, iar pentrufibra miocardica adulta este de &B3 m5. Această d!%eren&ă de poten&!al se nume'te poten&!al transmem$ranar sau poten&!al derepaus.

    • Pr!n urmare, potent!alul de repaus este determ!nat de e%luul de>0, care iese pasi )fără consum energetic* din celulă.

    • %oncluzie: arc!n!le poz!t!"e de pe %ata eterna sunt date dee%luul de K+ s! de prezenta Na+*ulu! 

    • arc!n!le negat!"e de pe %a&a !nternă a mem$rane! sunt date dean!on!! prote!c! , de sul%at! '! %os%at!, răma'! s!ngur!, %ără K+*ulcare*! neutral!za electr!c s! l*.

    Potenţialul de repaus   continuare

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    50/94

    POTE!

    OTE!

    3$" MEM#R$!$R 2E REP$4S

    $" MEM#R$!$R 2E REP$4S

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    51/94

    Fi0- *-B- Poten%ialul membranar .de repaus- N sistemul de ;nregistrareB N valorile determinate.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    52/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    53/94

    n ca"ul ,n care membrana este permeabila pentru un sin0ur tip de ion .de ex- ; potenialulde membrana .m $a fi e0al cu potenialul de echilibru pentru ionul respecti$ .E ipoate fi calculat folosind ecua%ia lui 2ernst:

    • R constanta uni$ersala a 0a"elor• T temperatura absoluta ,n kel$ini .?!1N;ToC• Q sarcina electrica a ionului• F constanta lui Faraday .OI-AO< coulombi/mol

    Potenialul membranar de repaus! ,n celulele permeabile pentru mai mul%i ioni se poatecalcula cu ecua%ia Goldman9od0kin9at":

    • P permeabilitatea membranei pt- ionii respecti$in condiii fi"iolo0ice potenialul membranar de repaus al unei celule este ,ntre 9 A< i 9B< m-

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    54/94

    "egile generale ale

    excitabilită.ii

    • ntensitatea !ragală a eAcitantului• #odificări membranare locale ;n răs!uns la

    stimularea subliminală

    • 3eacţia maAimală la intensitatea !ragală

    • Perioada de latenţă• #odificări de eAcitabilitate

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    55/94

    Excitan.ii

    • 1 fi"ici 'mecanici* termici* electrici* sonori etc.)

    • chimici ' acizi* alcaline etc.)• ? fi"ico9chimici ' !* !resiune osmotică etc.)• A adec$a%i

    • N neadec$a%i

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    56/94

    Excitantii se caracrerizează prin,*ntensitate• Sub!ragală '3

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    57/94

    Durat#:

    %urata minimă de acţiune a stimullului !ragal care !rovoaca P>timp util

    Cronaxia N tim!ul util a stimulului electric cu valoarea de /reobaze

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    58/94

    Fi0- *-1I- Curba intensitate9timp->B N reobaza C N tim!ul util*%>" N reobaza dublă* F N cronaAia

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    59/94

    5alorile poten.ialului de ec6ilibru

    Poten%ialul Ex pentru ioni

    6otoneuronulspinal

    Fibra muscular#scheletic#

    E  ;

    E 2a;

    ECa

    ;

    E Cl + 

      BA m

    ; I< m

    ; 1?< m

      < m

      BN m

    ; IN m

    ; 1< m

      B< m

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    60/94

    bb)) )PEC*F*C:)PEC*F*C:O

    declandeclan&&at de aplicarea unui stimul supraliminarat de aplicarea unui stimul supraliminarO depolari"are puternicdepolari"are puternic## a membranei celularea membranei celulare

    aa 2E)PEC*F*C2E)PEC*F*C::O proporpropor%%ional cu intensitatea stimululuiional cu intensitatea stimululuiO uu&&oaroar## depolari"are a membranei celularedepolari"are a membranei celulare

    PTE2PTE2HH*(' 'C('*(' 'C('

    TP4R 2E R

    P4R 2E R

    7SP4!S (E"4"$R

    P4!S (E"4"$R

    P4R 2E R

    P4R 2E R

    7SP4!S (E"4"$R

    P4!S (E"4"$R

    PTE2PTE2HH*(' DE (C*(' DE (CHH*32E*32E

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    61/94

    •POTE!3$"4" 2E $(34!E )P$+

    • repre"int# in$ersarea rapid# &i complet re$ersibil# apolarit#%ii membranei neuronale! care de$ine electricpo"iti$# la interior &i electric ne0ati$# la exterior

    • fa"ele: perioada de latenţă 

    depolarizare pragala

    depolarizarea  9 p=n# la ;?< mrepolarizarea

    postpoten%iale

    POTE!T$"4" 2E $(T4!E

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    62/94

    •  #plicarea unui stimul cu intensitate prag a produce odepolarizare locală, care, dacă a atinge nielul prag a declanşadeschiderea canalelor rapide de Na0, olta8 dependente.

    • Na0 a intra rapid, pasi, -'n aalanşă, 'n celulă, aducCnd unsurplus de sarcini pozitie, care or inersa polaritatea ini!ială Ddepolarizare. $n acest moment membrana este 'ncărcatănegati la e"terior şi poziti 'n interior.

    • Entrarea Na0 se opreşte atunci cCnd canalul de Na0 se 'nchide,ca urmare a modificării olta8ului.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    63/94

    POTE!

    OTE!

    3$" 2E $(

    $" 2E $(

    34!E

    4!E

    $8

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    64/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    65/94

    6ecanismele 0ener#rii P(

    1- Depolari"are lenta + poten%ialul pra0alSe desc+id canalele !entru ionii de sodiuP3# scade de la >69 la >22 mV '2CD)

    - Depolari"are rapid#- *n$ersarea polarit#%ii + 4o$ershoot5  Se desc+id un nr. mare de canale de $aM  Creşte !ermeabilitatea membranei !entru $aM  Polaritatea membranei atinge !unctul izoelectic  Se dezvolta s!i(e>ul?- Repolari"are rapid#

    nc+iderea canalelor !entru $aM%esc+iderea canalelor !entru G M* canale voltaD>de!endente

    A- Repolari"are lent# 9 postdepolari"area sau postpotentialul $esti0ialne0ati$

    Se datorează eAcesului de sarcini !ozitive din celula $u !oate fi com!ensata de ieşirea G M

    N- Posthiperpolari"are / postpotentialul $esti0ial po"iti$  Canalele de G M sunt desc+ise

    Pom!a de $aEG scoate activ $aM din celulaP#3 

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    66/94

    Potentialul de actiune

    The (ction Potential

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    67/94

    7oth 2a; ; channels are closed! and the

    membraneSs restin0 potential is maintained.

      ( stimulus opens some 2a; channels-*f the 2a; influx achie$es threshold potential!

    then additional 2a; 0ates open! tri00erin0 an action potential-

      (cti$ation 0atesof the 2a; channels are open! but the ; channelsremain closed- 2a; ions rush into the cell! andthe interior of the cell becomes more positi$e-

    2a; close and potassium channelsopen- ; ions lea$e the cell andthe loss of positi$e char0e causesthe inside of the cell to becomemore ne0ati$e than the outside-

      2a; channels are closed!

     but the sloer ; remain open- Uithin amillisecond! the restin0 state is restored-

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    68/94

    Fi0-*-11- aria%iile conductan%ei membranare pentru 2a; &i ; peparcursul poten%ialului de ac%iune- g$aM atinge maAimum ;n !rimamilisecundă a a!ariţiei de!olarizării creşterea tardivă a gGM este res!onsabilăde re!olarizare.

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    69/94

    (aracteristicile poten.ialului de ac.iune

    )&+

    *ndicatorul F ( Q E ' E

    Perioadade laten%#

    .pre9poten%ial

    Depolari9"area

    rapid#

    Repolari9"area

    rapid#

    Postpoten%ialne0ati$.post9depolari"are

    Postpoten%ialul po"iti$ .post9repolari"are

    Poten%ialul de $=rf 

    (mplitudinea.m

    Deplasarede la$alorile derepaus lacele pra0.9B< m9

    .9< m

    .9N m9

    .9NN m

     

    de la$alorile depra0 la.;?Nm 9.;AN m +$=rf 

     de la .;?Nm9.;ANm la 19 V din P

    Durata .ms

    O

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    70/94

    (aracteristicile poten.ialului de ac.iune

    )'+

    *ndicatorul F ( Q E ' E

    Perioada delaten%#.pre9

    poten%ial

    Depolari9"area

    rapid#

    Repolari9"area rapid#

    Postpoten%ialne0ati$ .post9depolari"are

    Postpoten%ialul po"iti$ .post9repolari"are

    Poten%ialul de $=rf 

    7a"a ionic# *nfluxrapid de2a;

    *nflux rapidde 2a;

    )echestrarede 2a;eflux lent de ;

    )echestrarede 2a;eflux maximde  ;

    eflux de 2a; &iinflux de  ;

    Conductan%aionic#

    02a;

     

    N

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    71/94

    Fi0-*-1- Rela%iile de feedback po"iti$! ,ntredepolari"area membranei &i cre&terea permeabilit#%iipentru 2a;! ,n fa"a de depolari"are a poten%ialuluide ac%iune-

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    72/94

    POTE!

    OTE!

    3$" "O($" )E"E(TROTO!(+

    $" "O($" )E"E(TROTO!(+

    $9

    $8

    m5

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    73/94

    • PTE2H*('3' 'C(' • se reali"ea"# prin stimularea unei "one limitate a membranei

    celulare• se manifest# prin:

    depolarizare 9 influx de ioni de 2a; sau Ca;

    • caracteristici:= sunt 0radate 9 stimuli mai puternici determin# o depol- mai mare= se sumea"# temporo9spa%ial= dac# prin sumare atin0 un ni$el critic .pra0 J $a 0enera un

    poten%ial de ac%iune propa0at

    P;0EN= =;%!=

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    74/94

    P;0EN= =;%!=

    &F4 m5

    Stimul slab Stimul puternic

    a"on

    Potenţialul de acţiune: se propag" la distanţ" prin a)on' "r"decrement ?i respect" legea +totul sau nimic,

    2. egea -totul sau nimic+ dacă stimulul depolarizant atinge intensitatea pragse

    declanşază poten!ialul de ac!iuneStimul prag intensitatea minimă aunui stimul care produce un

     potenţial de acţiune

    H %oate poten!ialele de ac!iune auamplitudine constantă dependentă deproprietă!ile membranei celulare !otenţialul prag 

    " m

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    75/94

    Potentiale locale

    •  $u se su!un legii tot saunimic•  $u au !rag de de!olarizare•  $u au !erioada refractara• Se !ot insuma• Sunt conduse decremental• %urata variaza de

    conditiile initiale• Pot fi de!olarizari sau

    +i!er!olarizari• Pot fi initiate de stimulii

    din mediu

    Potentiale de actiune• Se su!une legii tot sau nimic

    •  u !rag de de!olarizare de9>2 mV• u !erioada refractara•  $u se !ot insuma• Sunt conduse nedecremental*

    am!litudinea este constanta• %urata este constanta si

    s!ecifica !entru fiecare ti! decelula

    • Sunt de!olarizari• Sunt initiate de de!olarizarea

    membranei

    6 difi i d i bili l

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    76/94

    6odificari de excitabilitate alemembranei

    • Fa"a 1 +i!ereAcitabilitatea• Fa"a  eAcitabilitatea scade

     brusc la o•  !erioada refractara absoluta

    • Fa"a ? eAcitabilitateamembranei creste tre!tat

    •  !erioada refractara relativa• Fa"a A +i!ereAcitabilitate• Fa"a N +i!oeAcitabilitate

    2

    9 I 4

    P;0EN= @E !%NE1 P;(PK%(NLE#M

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    77/94

    0

    0 P;0EN= PA!7

    (na0

    (>0

    m5

    0I3

    &74

    $9

    s B0/M>=>=

    s

    1

    1

    2

    2

     

    3

    3

    SPE>(

    4

    4

     

     

    8 PK%(NLE#M ?( ;(P#MS 

    8

    PEA/;[email protected]! AEFA!%0!AC !DB;=>0C

    PEA/;[email protected]! AEFA!%0!ACAE=!0/C

    ;(PK#;E#;(#

    PKS%PK%(NLE# PKE%E5

    P;(PK%(NLE#M

    @EP;=!A/!AE!

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    78/94

    Fi0-*-1O- Poten%ialul de ac%iune! conductan%a membranar# &i excitabilitatea-• depolarizarea  membranar# &i perioada refractar# absolut#: acti$area ra9pid# &i

    inacti$area conductan%iei sodice .02a;>• repolarizarea  membranar# &i perioada refractar# relati$#: au0mentarea foarte

    tardi$# &i foarte lent# a conductan%ei potasice .0 ;>•  postpotenţialele: fa"a hiperexcitabilit#%ii .perioada supranormal#! prin re9ten%ia

    polari"#rii corespunde efluxului incomplet a ionilor 2a;> fa"a hipo9excitabilit#%ii.perioada subnormal# re"ult# din influxul foarte lent a ionilor  ;-

    P;0EN= @E !%NEEntensitatea stimulului este codificată 'n func!ie de frecen!a poten!ialelor de ac!iune

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    79/94

    Entensitatea stimulului este codificată 'n func!ie de frecen!a poten!ialelor de ac!iune

    &F4

    35m

    moderat putern!c  !%eră de poten&!alele locale

    7enerarea potenţialului de acţiune:

    Stimuldepolarizant

    chimic electric 

    Poten!ial local s u b p

     r a g

    ?eschiderea canalelor de Na0 olta8&dependente ⇒depolarizare localizată )prepoten!ialul*p r a g 

     #tingerea poten!ialului prag⇒deschiderea mai multor can. de Na0 ⇒ influ" de Na0)depolarizare

     6analele de Na0 sunt rapid inactiate oprind influ"ul de Na0

    6analele de >0 olta8 dependente se deschid, eflu" de >0 )repolarizare*

    6analele de >0  se 'nchid, poten!ialul reenind la aloarea de repaus 5m

    ;estabilirea echilibrului ionic O pompa Na0 >0

    sla$

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    80/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    81/94

    !E4RO!4"

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    82/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    83/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    84/94

    •(O!24(ERE$ POTE!3$"4"4 2E $(34!E 0! #RE"E !ER5O$SE

     !n fibrele nervoase amielinice= depolari"area unei "one membranare produce acti$area canalelor de 2a; 

    adiacente= P( se propa0# 9 sec$en%ial

      9 din aproape ,n aproape  9 cu $ite"# mic#

     !n fibrele nervoase mielinice = conducerea este saltatorie de la un nod Ran$ier la altul=

    explica%ia 9 densitatea foarte mare a canalelor de 2a;

     la ni$elulnodurilor Ran$ier  9 teaca de mielin# ⇒ permeab- W a membr- internodale= $ite"a de conducere depinde de:

    = 0rosimea fibrei ner$oase= distan%a dintre nodurile Ran$ier

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    85/94

    contains fe# or no Na+ channels

    (O!24(ERE$ MP4"S4"4 PR! #RE"E !ER5O$SE ME"!(E

    6KN?M6(;(# E

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    86/94

     #

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    87/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    88/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    89/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    90/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    91/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    92/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    93/94

  • 8/20/2019 Tesuturi Excitabile Nou

    94/94