2005-03-04

Organizmy jednokomórkowe

Komórka pozostaje w stałym bezpośrednim kontakcie ze środowiskiem zewnętrznym (najczęściej wodą), a jej czynność jest w dużym stopniu uzalezniona od wpływów środowiska zewnętrznego.

Organizmy wielokomórkowe

Czynność poszczególnych rodzajów komórek ulega specjalizacji. Płyn tkankowy otacza komórki narządów wewnętrznych i stanowi ich właściwe środowisko, natomiast krew przenosi tlen, substancje odżywcze i produkty przemiany materii między komórkami a środowiskiem zewnętrznym.

Warunki niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu:

• izowolemia

• stała objętość płynów ustrojowych

• izotonia

• stałe ciśnienie osmotyczne

• izojonia

• stały skład jonowy

• izohydria

• stałe pH środowiska wewnętrznego, optymalne to 7,35-7,45

Stałe środowisko wewnętrzne jest bezpośrednio uzaleznione od układów:

• krążenia

• oddechowego

• trawiennego

• wydalniczego

• gruczołów dokrewnych

• procesów termoregulacji

Regulacja homeostazy wewnątrzustrojowej odbywa się za pośrednictwem układów

• nerwowego

• dokrewnego

• obydwu łącznie

UKŁAD NERWOWY

Pobudliwość = zdolność reagowania na bodźce

Rozkład jonów po obu stronach błony komórkowej (mM)

kationy	otoczenie	wnętrze
Na^+	145	12
K^+	4,1	150
Ca^2-	3	1*10^-4
Mg^2+	2	1
pH	7,4	7,0
aniony
Cl^-	118	4

Gradient chemiczny

wnętrze komórki	←____ _____ ←____	b ł o n a	_____ ____→ _____	otoczenie komórki
Na^+							Na^+
K^+							K^+
Cl^-							Cl^-

W poprzek błony istnieje też gradient elektryczny.

Równanie Nerlsta pozwala obzliczyć pewną siłę netto uwzględniającą siłę elektryczną i dyfuzyjną. Można obliczyś stałą równowagi dla jonu.

Prąd jonowy płynie zawsze w tę stronę, żeby zrównać potencjał wnętrza komórki ze stałą równowagi. W stanie spoczynkowym dla sodu prąd odkomórkowy, dla potasu dokomórkowy, a dla chloru nie ma ruchu.

Stosunek przepuszczalności jonów przez błonę komórkową

1:0,45:0,04

K⁺ Cl^- Na⁺

Pompa sodowo-potasowa ma charakter elektrogeniczny - przenosi 2 kationy K⁺ do wnętrza komórki, a 3 Na⁺ na zewnątrz wbrew gradientowi stężeń. Utrzymuje stężenie Na:K i różnicę elektryczną.

Kanał niebramkowany i bramkowany (chemicznie, napięciem)

Depolaryzacja błony komórkowej - wnętrze staje się mniej ujemne.

Hiperpolaryzacja - wnętrze komórki staje się bardziej ujemne niż w warunkach spoczynkowych.

Potencjał czynnościowy: nagłe krótkotrwałe odwrócenie potencjału komórki.

Przekroczenie wartości progowej ⇒ szybka depolaryzacja ⇒ nadstrzał ⇒ szybka repolaryzacja ⇒ hiperpolaryzacha następcza

Przekroczenie wartości progowej powoduje otwarcie kanałów bramkowanych napięciem. W warunkach pobudzenia przepuszczalność błony:

1:0,45:20

K⁺ Cl^- Na⁺

Pompa sodowo-potasowa jest niezbędna w przywróceniu stanu spoczynkowego.

Przewodzenie ma charakter skokowy.

Impuls nerwowy = potencjał czynnościowy

Przewodzenie przez akson z osłonką mielinową jest dużo szybsze niż przez nagi, grubsze włókna przewodzą szybciej. Przewodzenie przez komórki nerwowe odbywa się zgodnie z zasadą wszystko albo nic. Jeżeli komórka zostaje pobudzona bodźcem o wartości progowej, to amplituda jest zawsze taka sama. Siła bodźca zakodowana jest w częstotliwości generowanych sygnałów.

Typ włókna	Szybkość przewodzenia w m/sek	Funkcje
Aα	70-120	Propriorecepcja, neurony ruchowe
Aβ	30-70	Czucie dotyku, ucisku
A γ	15-30	Neurony wrzecionek mięśniowych
Aδ	5-30	Czucie bólu, zimna, dotyku
B	3-15	Włókna zazwojowe autonomicznego układu nerwowego
C d.r.	0,5-2	Czucie bólu, temperatury, mechanorecepcja
Cs	0,7-2,5	Włókna zazwojowe współczulne

Refrakcja bezwzględna - absolutnie żaden bodziec nie jest w stanie pobudzić komórki

Refrakcja względna - bodziec bardzo silny jest w stanie ją pobudzić

Bezwzględna ma miejsce w okresie aktywacji sodowej, inaktywacji sodowej i początku aktywacji potasowej.