1954687434

2 Podstawy elektrofizjologii komórki

Najmniejszą autonomiczną strukturą żywą budującą organizm ludzki jest komórka otoczona błoną komórkowa. Błona ta jest półprzepuszczalna i ma grubość ok. 100 A. Zapewnia także oddzielenie komórki od innych struktur, ochronę przed czynnikami mechanicznymi i chemicznymi, kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, odbiór i generację bodźców, regulację dwustronnego transportu substancji oraz zachowanie kształtu samej komórki |2, 3]. Jej rolą jest również zachowanie w swoim wnętrzu takich warunków, które umożliwią zachodzenie wszystkich procesów życiowych [4].

Transport substancji przez błonę zapewnia usuwanie szkodliwych związków przemiany materii, a także gromadzenie niezbędnych elementów, w większości postaci jonów. Gradient koncentracji nośników ładunku (różnica potencjałów pomiędzy środowiskiem zewnętrznym a wewnętrznym komórki) w stanie spoczynkowym wynosi -90 mV, przy ujemnym biegunie znajdującym się we wnętrzu komórki. Usuwanie lub napływ jonów może przebiegać czynnie przy udziale pompy sodowo-potasowej (Na⁺-K⁺) lub biernie bez udziału innych elementów. Aktywny mechanizm transportu prowadzony jest wbrew gradientowi stężeń i kosztem energii pochodzącej z rozkładu cząsteczek kwasu adenozynotrójfosforanowego (ATP) [2, 5, 6).

2.1 Przewodzenie bodźców

Bezpośredni wpływ na zjawiska zachodzące na powierzchni błony komórkowej mają zmiany stanu elektrycznego, chemicznego, termicznego lub mechanicznego, zwane bodźcami. Bodziec elektryczny powodujący miejscowe, nieduże zmiany napięcia błonowego, to bodziec podprogowy. Nie przekracza on wartości 65 mV, a zachodzące zmiany są wyrównywane działaniem pompy Na⁺-K⁺. Drugim rodzajem impulsów wyróżnianym ze względu na rodzaj oddziaływania jest bodziec ponadprogowy, stanowiący źródło lawinowej depolaryzacji błony komórkowej [5, 7].

Podstawą przekazywania bodźców elektrycznych jest przewodzenie - depolaryzacja jednej komórki powoduje depolaryzację kolejnych sąsiadujących z nią komórek, pod warunkiem, że zostanie przekroczony potencjał progowy. Przewodzenie spontaniczne (jest możliwe np. dla komórek mięśnia sercowego) wiąże się z frontem pobudzenia, dzielącym komórki spolaryzowane (takie, do których nie dotarł jeszcze bodziec) od zdepolaryzowanych [5]. Na szczycie potencjału czynnościowego zachodzi tzw. zjawisko odwrócenia potencjału. Polega ono na zmianie znaku wartości potencjału we wnętrzu komórki [5, 6]. W danej objętości, w której znajduje się skończona liczba komórek, front pobudzenia skurczy się po przekazaniu impulsu ostatniej nie zdepolaryzowanej jeszcze komórce |5|. W efekcie zanika pole elektryczne i rozpoczyna się krótki okres refrakcji bezwzględnej, w czasie której ponowne pobudzenie jest niemożliwe [5, 6].

9