2011-04-19

1

POBUDLIWOŚĆ

Dr n. med. Magdalena Wszędybył-Winklewska

Zakład Fizjologii Człowieka GUM

Potencjał spoczynkowy

• Warunkiem powstania potencjału

czynno

ś

ciowego jest istnienie potencjału

spoczynkowego.

• W stanie spoczynku

zewn

ę

trzna

powierzchnia błony komórkowej ma
pewn

ą

przewag

ę

kationów

, czyli jest

naładowana dodatnio w stosunku do jej
powierzchni wewn

ę

trznej.

• Jest to tzw. potencjał błonowy lub

bioelektryczny potencjał spoczynkowy.

Główne mechanizmy spoczynkowej ró

ż

nicy

potencjałów:

gradienty st

ęż

e

ń

jonów po obu stronach

błony komórkowej,

przepuszczalno

ść

błony dla tych jonów,

działanie pompy Na

+

/K

+.

Gradienty st

ęż

e

ń

jonów w poprzek błony

komórkowej:

we wn

ę

trzu komórki podczas spoczynku

przewa

ż

aj

ą

aniony (głównie białkowe)

oraz

kationy potasu

(30 razy wi

ę

cej jonów

potasowych ni

ż

na zewn

ą

trz),

na zewn

ą

trz komórki przewa

ż

aj

ą

jony sodowe

(10 razy wi

ę

cej ni

ż

wewn

ą

trz) oraz

chlorkowe

(10 razy wi

ę

cej ni

ż

wewn

ą

trz).

2011-04-19

2

• Wskutek aktywno

ś

ci pompy dostaj

ą

ce si

ę

do wn

ę

trza jony sodowe s

ą

stale usuwane

na zewn

ą

trz komórki, natomiast do jej

wn

ę

trza s

ą

transportowane jony potasowe

(2 jony K za 3 jony Na).

• ATP-aza jest aktywowana przez jony

sodowe działaj

ą

ce na wewn

ę

trzn

ą

powierzchni

ę

błony komórkowej.

• Pobudliwo

ść

tych samych struktur mo

ż

e

zmienia

ć

si

ę

w zale

ż

no

ś

ci od wielu

czynników (temperatury,

ś

rodków

znieczulaj

ą

cych, rytmów biologicznych).

• Przy wzro

ś

cie pobudliwo

ś

ci danej

struktury dochodzi do obni

ż

enia progu

pobudliwo

ś

ci, zmniejsza si

ę

wówczas

warto

ść

bod

ź

ca progowego i odwrotnie.

Prawo ‘wszystko albo nic”

• Podstawow

ą

wła

ś

ciwo

ś

ci

ą

komórek pobudliwych

jest prawo

"wszystko albo nic”

, które mówi,

ż

e

bodziec progowy wywołuje w komórce
pobudzenie maksymalne.

• Na bod

ź

ce podprogowe komórki reaguj

ą

tylko

depolaryzacj

ą

miejscow

ą

(nie pojawia si

ę

potencjał czynno

ś

ciowy), a na ró

ż

ne bod

ź

ce

nadprogowe odpowiadaj

ą

potencjałem

czynno

ś

ciowym o jednakowej amplitudzie, takiej

samej, jak na bodziec progowy.

• B

ę

d

ą

ca w spoczynku błona komórkowa

jest najbardziej przepuszczalna dla jonów

potasowych

, mniej dla

chlorkowych

i

minimalnie dla jonów

sodowych.

• Dzi

ę

ki tej przestrzennej separacji wn

ę

trze

komórki jest naładowane ujemnie, a stan
taki nazywamy

POLARYZACJ

Ą

komórki.

• Jej wielko

ść

okre

ś

la potencjał

spoczynkowy, który jest ró

ż

nic

ą

potencjałów mi

ę

dzy wn

ę

trzem komórki a

jej powierzchni

ą

.

2011-04-19

3

• Wielko

ść

potencjału spoczynkowego około

– 70 mV

jest okre

ś

lona głównie przez

wielko

ść

gradientu st

ęż

e

ń

dla jonów

potasowych

i zbli

ż

ona do potencjału

równowagi dla tego jonu.

• Zmiana stanu spolaryzowania komórki

mo

ż

e i

ść

w kierunku:

• depolaryzacji

(zmniejszenia spoczynkowej

ró

ż

nicy potencjałów) lub

• hiperpolaryzacji

(zwi

ę

kszenia

spoczynkowej ró

ż

nicy potencjałów).

• Dopiero po osi

ą

gni

ę

ciu

depolaryzacji

krytycznej

(progowej) dochodzi do

powstania

potencjału czynno

ś

ciowego

,

tzw. iglicowego.

• Pojawia si

ę

on zgodnie z prawem

„wszystko albo nic” i ma zdolno

ść

rozprzestrzeniania si

ę

.

• Miejscem inicjacji potencjału

czynno

ś

ciowego jest pocz

ą

tkowy odcinek

aksonu

(wzgórek)

, poniewa

ż

jego próg

pobudliwo

ś

ci jest ni

ż

szy od ciała komórki i

dendrytów.

Zmiany pobudliwo

ś

ci komórki w czasie trwania

potencjału czynno

ś

ciowego i potencjału

nast

ę

pczego

• Procesy

depo- i hiperpolaryzacyjne

,

pojawiaj

ą

ce si

ę

w wyniku pobudzenia

komórki, powoduj

ą

zmiany jej

pobudliwo

ś

ci.

• Transmisja informacji od dendrytów do

zako

ń

cze

ń

aksonu jest fizjologiczna i

nazywa si

ę

przewodzeniem

ortodromowym

.

• Kierunek przeciwny nosi nazw

ę

przewodzenia

antydromowego

(jest on

niefizjologiczny, mo

ż

na go uzyska

ć

eksperymentalnie).

2011-04-19

4

Szybko

ść

przewodzenia zale

ż

y od:

•

ś

rednicy włókien nerwowych

– włókna o

wi

ę

kszej

ś

rednicy przewodz

ą

szybciej;

• sposobu przewodzenia

–

przewodzenie ci

ą

głe

(wolniejsze) we włóknach bez osłonki
mielinowej,

przewodzenie skokowe

(szybsze) –

bardzo du

ż

a pr

ę

dko

ść

w obszarach mi

ę

dzy

cie

ś

niami w

ę

złów, zwolnienie w cie

ś

niach,

poniewa

ż

osłonka mielinowa jest dobrym

izolatorem.

Pod wzgl

ę

dem czynno

ś

ciowym

wyró

ż

nia si

ę

w nim 4 strefy:

• wej

ś

cie neuronu – dendryty i cz

ęś

ciowo ciało

neuronu

• stref

ę

inicjacji impulsów – pocz

ą

tkowy odcinek

aksonu

• stref

ę

przewodzenia – akson

• wyj

ś

cie neuronu – zako

ń

czenie aksonu

SYNAPSA

• Obszar styku mi

ę

dzy komórkami

nerwowymi lub komórk

ą

nerwow

ą

a

efektorem okre

ś

la si

ę

mianem

SYNAPSY

.

• W zale

ż

no

ś

ci od elementów tworz

ą

cych

synaps

ę

wyró

ż

niamy synapsy:

• - nerwowo-nerwowe

• - nerwowo-mi

ęś

niowe.

• W

ś

ród synaps nerwowo-nerwowych wyró

ż

nia

si

ę

w zale

ż

no

ś

ci od charakteru styku

mi

ę

dzyneuronalnego synapsy:

• akso-dendrytyczne
• akso-aksonalne
• akso-somatyczne.

• W skład synapsy wchodzi

element

presynaptyczny

(zako

ń

czenia aksonu),

szczelina

synaptyczna

oraz

element postsynaptyczny.

• Do elementu presynaptycznego dociera

informacja w postaci potencjału
czynno

ś

ciowego.

• Pod jego wpływem element ten wydziela

do szczeliny synaptycznej substancje
chemiczne – tzw. transmitery
synaptyczne, czyli mediatory.

• Proces ten nosi nazw

ę

sprz

ęż

enia

elektrowydzielniczego

.

2011-04-19

5

• Mediatory te przekazuj

ą

informacj

ę

elementowi

postsynaptycznemu – jest to tzw.

sprz

ęż

enie

chemiczno-elektryczne

.

• W wyniku poł

ą

czenia transmitera z receptorem

elementu postsynaptycznego powstaje potencjał
postsynaptyczny.

• Potencjały postsynaptyczne, w odró

ż

nieniu od

potencjału czynno

ś

ciowego, nie

rozprzestrzeniaj

ą

si

ę

i s

ą

stopniowane, co

oznacza, ze ich amplituda zale

ż

y od nat

ęż

enia

bod

ź

ca.

• Zł

ą

cze nerwowo-mi

ęś

niowe (płytka motoryczna)

– wyspecjalizowane poł

ą

czenie synaptyczne

motoneuronu

α

z włóknem mi

ęś

niowym

szkieletowym.

• Pojedyncze włókno mi

ęś

niowe jest unerwione

tylko przez jeden motoneuron

α

, ale jeden

motoneuron

α

unerwia wiele włókien

mi

ęś

niowych tworz

ą

cych struktur

ę

zwan

ą

jednostk

ą

motoryczn

ą

.

Dzi

ę

kuj

ę

za uwag

ę☺