Czynność bioelektryczna komórki- podstawową cechą komórki jest zdolność do wytwarzania różnic potencjału elektrycznego (zjawiska bioelektryczne), występujące głównie komórkach pobudliwych. Podstawy to struktura i czynność zewnętrznej błony komórkowej. Warunek to istnienie w niej spoczynkowej różnicy potencjałów między wnętrzem komórki a jej otoczeniem. Ta różnica to potencjał spoczynkowy (błonowy, membranowy).

Transport czynny (aktywny)- fakt istnienia gradientu stężeń jonów sodowych w poprzek błony (duże stężenie w przestrzeni zewnatrzkom., małe w komórce). Asymetria ta utzrymuje się wbrew działaniu sił elektrycznych i dyfuzyjnych, dzięki pompie sodowo-potasowej. Mechanizm pompy sodowo-potasowej jest procesem aktywnym, przebiegajacym ze zużyciem energii metabolicznej. Cechy tego mechanizmu: konieczna obecność jonów Mg 2+ dla prawidłowego działania, hamujace działanie Ca2+, proporcjonalność aktywności pompy dla wewnątrzkom. stężenia jonów sodowych i zewnatrzkom. stężenia jonów potasowych, asymetria polegajaca na preferencji usuwania Na2+ z komórki w stosunku do pobierania K+ z obszaru zewnatrzkom., wymóg istnienia ATP jako źródła energii, zaburzenie lub całkowite zahamowanie działalności pompy przez: niedotlenienie spowodowane brakiem tlenu lub działaniem inhibitorów oddychania tkankowego, działanie wybiórczych inhibitorów pompy jonowej, spadek temp. Każda podjednostka enzymu może potencjalnie istnieć w stanie większego lub mniejszego powinowactwa do sodu. Duże powinowactwo do sodu jest połączone z niewielkim powinowactwem do potasu i odwrotnie. Transport aktywny może być w efekcie elektroneutralny (tr. nie wywiera wpływu na wielkość potencjału spoczynkowego) lub elektrogenny (tr. ma bezposredni wpływ na potencjał błonowy). Warunki aby praca transportujacego układu enzymatycznego przebiegła optymalnie : dopływ tlenu i substancji energetycznych do komórek, usuwanie z kom. dwutlenku węgla, resynteza ATP z ADP i fosforanu, prawidłowy stosunek stężeń jonó sodowych do potasowych w środ. zewnątrzkom., optymalna temp.

Transport błonowy bierny- przechodzenie różnych substancji przez błony biologiczne bez nakładu energii metabolicznej żywego organizmu. Reazlizowany dzięki mechanizmom: dyfuzji prostej (przebiega zgodnie z prawem dyfuzji Ficka- warunkiem jest gradient stężenia), złożonej (oprócz prostego czynnika dyfuzyjnego, wpływa też inne czynniki np. gradient cisnienia hydrostatycznegolub gradient potencjału elektrycznego) lub ułatwionej (transport nośnikowy- cząsteczki przenikajace łączą się bez nakładu energii z nosnikiem-białkiem i dyfundują w postaci kompleksów przez błonę po jednej stronie błony. Po drugiej kompleksy ulegają dysocjacji. Właściwości nosnikowe przypisuje się białkom integralnym błony- transportujace). 4 grupy czasteczek przy tr. biernym: a) rozpuszczalne w tłuszczach- przechodzą przez błonę w obu kierunkach, b) związki nierozpuszczalne w tłuszczach- łączą się w błonie z nośnikiem i tworzą nietrwały kompleks-dyfuzja ułatwiona, c) cz. o średnicy mniejszej od porów : obojetne i majace ładunek ujemny, d)cz. o średnicy mniejszej od porów i mające ładunek dodatni (kationy sodowe i potasowe)- utrudnione przechodzenie przez błony. Różnice w przepuszczalności błon biol. to podstawa dla zestawienia jonów w szeregi Hofmeistera dla kationów, które ilustruja, że znaczenie ma także wielkośc ładunku elektrycznego czynników. Jony 1-wartościowe dyfunduja łatwiej niż wielowart. Ważnym elementem wpływajacym są istniejace w błonie pory (kanały błonowe).

Refrakcja- komórka po zadziałaniu bodźca jest czasowo niepobudliwa. Bezwzględna- okres w którym może powstaćkolejny potencjał czynnościowy. (bez względu na natężenie stosowanego bodźca). W przebiegu powstawania potencjału czynnościowego okres ref. bezwzględnej odpowiada okresowi inaktywacji sodowej. Po okresie ref. bezwzględnej nastepuje okres, w którym neuron odzyskuje wprawdzie swoją pobudliwość lecz próg depolaryzacji krytycznej jest podwyzszony. (jest potrzebny silniejszy bodziec). Ten okres trwający do kilku milisekund (w zależności od rodzaju włókien) to okres refrakcji względnej (mozna wywołać pobudliwość stosujac bodziec nadprogowy)

Rola synaps i pzrekaźników (mediatorów) synaptycznych- pierwszym etapem mechanizmu spustowego jest sprzężenie elektrowydzielnicze- proces zainicjonowania przez falę depolaryzacji uwalniania transmitera synaptycznego do szczeliny synaptycznej. Niezbędne dla ciągłości czynn. jest przejście przez szczelinę i połączenie z elementem postsynaptycznym transmitera. W błonie postsynapt. następuje sprzężenie chemiczno-elektryczne i powstają zmiany przepuszczalności błony post. dla jonów. powstają potencjały post. (zjawiska bioelektryczne). Amplituda potencjału zależy od natężenie bodźca. Potencjały post. mogą mieć charakter depolaryzacyjny (pobudzający) lub hiperpolaryzacyjny (hamujący). Cała prawie pow błony neuronu wykazuje pobudliwość elektryczną (najwyższą wykazyje poczatkowy odcinek aksonu). Inny parametr to opóźnienie synaptyczne- czas jaki jest potzrebny na przejście inf nerw pzrez synapsę. ta synapsa zwalnia przewodzenie inf. Połączenia synaptyczne pomiędzy neuronami są obszarem aktywnej działalności integracyjnej dlatego, że potencjały synapt są zjawiskami elektrycznymi stopniowanymi. Do podstawowych procesów, będących wyrazem integracji należą: sumowanie (potencjały pobudzające dodają się), torowanie (wielkość potencjałów rośnie wraz z powórzeniem bodźca), hamowanie presynaptyczne i postsynaptyczne. Ilość uwalnianego transmitera zależy nie tylko od częstotliwości, ale także od amplitudy potencjałów czynn dochodzących do rejonu presynaptycznego.

Zadania i rodzaje tkanki mięśniowej- funkcje- kurczenie i rozkurczanie się komórek, posiada miofibrylle, podział- gładka, poprzecznie prążkowana, serca. Komórki mięśniowe reaguja na działanie bodźców pobudzeniem sarkolemy. Prowadzi to do aktywacji ich układów kurczliwych i zachodza zmiany napiecia i długości mięśnia. Są one podstawą wszelkich ruchów czynnych, czynnośc układu mięśniowego jest niezbędna dla zachowania życia.

Mikroskopowa budowa tkanki mięśniowej- mięsnie szkieletowe są zbudowane z walcowatych komórek ciągnących się od ścięgna do ścięgna (włókna mięśniowe, miocyty). Elementami kurczliwymi mięsnia są włókienka zbudowane z cienkich nitek, utworzonych z cząsteczek białek (aktyna, miozyna), wykazują charakterystyczne prążkowanie poprezcne wynikające z przestrzennego uporządkowania nitek. Jednostkami czynnościowymi włókienka są sarkomery ograniczone błonami tworzącymi 2 linie Z. Sarkomer- obejmuje cały prążek anizotropowy i sąsiadujace z nimi 2 połówki prązka izotropowego. Środek sarkomeru zajmują grubsze nitki zbudowane z cząsteczek miozyny. Nitki te są ułożone równolegle w stosunku do siebie i do długiej osi włókienka mięśniowego, tworząc cienki anizotropowy prążek A. Końcowe części sarkomeru są utworzone przez nitki zbudowane z cząsteczek aktyny oraz z kompleksu białkowego tropomiozyna-troponina. Tworzą one jasny prążek izotropowy. Nitki aktyny są przymocowane swymi obwodowymi końcami do linii Z ograniczającymi sarkomer. Ich przyśrodkowe końce wsunięte są pomiędzy nitki miozyny w prążku A. Nie zajęty przez nitki aktyny środek prążka A, w którym występują wyłącznie nitki miozyny, tworzy prążek H. Grubsze nitki miozyny ułożone są w układzie heksagonalnym, przy czym odległości pomiędzy nimi są jednakowe. Każda nitka miozyny jest otoczona równolegle 6 nitkami aktyny. Tu odległości pomiędzy nitkami aktyny i miozyny są także jedankowe.

Miozyna- jest kompleksem aktyny związanej z białkami. W mm szkieletowych ma ogon i 2 głowy (miozyna 2). Jest utworzona z 2 łańcuchów ciężkich i 4 lekkich. Głowy czasteczek miozyny zawierają miejsca wiążące aktynę i msc w których zachodzi hydroliza ATP. Głowy tworzą mostki poprzeczne, które łączą się z cząsteczkami aktyny. W każdej głowie wyst dwa łańcuchy lekkie

Aktyna, tropomiozyna, troponina- Nitka cienka- utworzona jest z cząsteczek aktyny i tropomiozyny, tworząc 4 sznury paciorków splecionych ślimakowato. Na tropomiozynie osadzone są cząsteczki troponiny, z których każda ma 3 podjednostki o odmiennych właściwościach. Tropomiozyna- długie nitki, które są zlokalizowane z rówku między 2 łańcuchami aktyny, troponina- małe kuliste jednostki, które zlokalizowane są w pewnych odstępach wzdłuż cząsteczki tropomiozyny.(T-wiąże pozostałe składowe troponiny z tropomiozyną, I- hamuje oddziaływanie pomiedzy aktyną i miozyną, ma duże powinowactwo do aktyny, C- zawiera msc wiążące się z jonami Ca2+, które zapoczątkowuja skurcz.

Geneza potencjału spoczynkowego- fakt nierównomiernego stężenia jonów po obydwu stronach błony kom. W cytoplazmie jest znaczna ilość nie dyfundujacych anionów pochodzenia organicznego (aminokwasy, fosforany organiczne). Jony nieorganiczne, to głownie potas, którego stężenie w różnych komórkach jest ok. 10-100 krotie większe niż w płynach zewnatrzkom. W przestrzeni zewnatrzkom. przeważają jony sodowe i chlorkowe, występujace w małych stężeniach wewnatrzkomórki. Ta asymetria w dystrybucji jonów po obydwy stronach powstaje na skutek działania mechanizmów: transportu biernegi i czynnego (aktywnego). Pompa powoduje wyrzucanie na Na zew, a wciąganie do środka K. To powoduje utrzymanie gradientu stężeń w środ zewkom i wewkom. Po zadziałaniu bodźca dochodzi do zmiany przepuszczalnośći dla jonów NA. Otwierają się kanały dla tych jonów i dochodzi do depolaryzacji błony kom. Po depolaryzacji zachodzi repolaryzacja (potencjał spada do wartości spoczynkowej, a nawet niżej-hiperpolaryzacja).

Geneza potencjału czynnościowego- różnica potencjałów jest stanem gotowości , punktem wyjścia dla bioelektrycznych zjawisk czynn. Zjawiska te są przejściowym, nagłym wyjsciem ze stanu polaryzacji spoczynkowej komórki i polegają na depolaryzacji, która może doprowadzić do krótkotrwałej dodatniej polaryzacji wnetrz kom (odwrócenie potencjału kom.). Zjawiska te to prądy lub potencjały czynn. Zasadniczą rolę odgrywaja w funkcji komórek pobudliwych. Procesami leżącymi u podstaw potencjału czynn. są zmiany przepuszczalności błony komórkowej dla jonów, głównie NA+ i K+. Sekwencja: pierwszym czynnikiem inicjujacym depolaryzację kom. jest szybki wzrost przepuszczalności błonów dla jonów sodowych (wzrost przewodności)- proces ten to aktywacja sodowa. Po okresie aaktywacji sodowej musi upłynć okreslony czas aby mógł dojść do skutkunastępny potencjał czynnościowy, jset to refrakcja,. W wyniku jej nastepuje napływ jonów Na+ do wnętrza kom zgodnie z ich gradientem elektrochemicznym. W okresie repolaryzacji nastepuje gwałtowne zmniejszenie przepuszczalności błony dla jonów sodowych i zanik prądu sodowego i następuje wolny wzrost przepuszczalnosci dla jonów potasowych- aktywacja potasowa. Jeżeli błona kom w spoczynku jest czystą elektrodą to spowodowana przez aktywacją potasową replaryzacja przywraca potencjał błonowy do poziomu spoczynkowego. Kiedy jednak pot. spoczynkowy jest mniej ujemny niż potencjał równowagi dla potasu, wtedy może nastapić faza hiperpolaryzacji nastepczej, która jest zjawiskiem przejściowym (teoria sodowa).