Ekscitabilna Tkiva

АНАТОМИЈА И ФИЗИОЛОГИЈА ЧОВЕКА ЗА ИНЖЕЊЕРЕ Handout 2v-2009

ЕКСЦИТАБИЛНА ТКИВА 1. ЕКСЦИТАБИЛНА ТКИВА Ткива која генеришу и /или реагују на електричне стимулусе називају се ексцитабилна ткива. Ексцитабилна ткива су мишићно и нервно ткиво.

Мировни мембрански потенцијал Разлика у концентрацији наелектрисања унутрашње и спољашње стране ћелијске мембране неподражене ћелије назива се мировни мембрански потенцијал (ММП). Код нервне ћелије он износи –90 mV. Негативна вредност указује да је негативно наелектрисање унутар ћелије тј. са цитоплазматске стране мембране. Разлика у потенцијалу потиче од различите концентрације Na+ и K+ јона унутар и ван ћелије. За постојање ове разлике одговорна је Na+/K+ пумпа. Концентрација Na+ је већа ван ћелије, а концентрација калијума је већа у ћелији.

Акциони потенцијал неурона Акциони потенцијал представља експлозивну промену мембранског потенцијала која се у виду електричног сигнала шири преко читаве ћелијске мембране неурона. Акциони потенцијал има неколико фаза: 1. Фаза деполаризације (пораст потенцијала ка нултој вредности код неурона од –90 до –60 mV). 2. Фаза реполаризације – настаје кад деполаризација достигне свој максимум (–20 mV за неурон) и представља успостављање ММП. 3. Накнадни потенцијал – краткотрајна хиперполаризација.

Слика 1. Концентрације јона на мембрани Хипополаризација је пораст мембранског потенцијала ка нултој вредности која настаје отварањем јонских Na+-канала и уласком Na+ у ћелију. Хиперполаризација је повећање електронегативности унутар ћелије и настаје отварањем K+-канала и изласком K+ јона из ћелије. Локални потенцијал је хипополаризација у уском региону ћелијске мембране. Степен хипополаризације је сразмеран јачини надражаја. Локални потенцијал се шири дуж ћелијске мембране али допире свега неколико микрометара од места стимулације јер се на свом путу троши. Више локалних потенцијала се могу сумирати и изазвати хипополаризацију већег степена. Када хипополаризација достигне одређену критичну вредност тј. праг стимулације (око –60 mV код неурона) долази до промена у пропустљивости ћелијске мембране и настанка акционог потенцијала.

Слика 2. Фазе акционог потенцијала Акциони потенцијал настаје по принципу све или ништа што значи да надражај (драж, стимулус) мора бити довољно јак да достигне праг стимулације како би дошло до настанка акционог потенцијала. Такав надражај се назива праговна драж. Акциони потенцијал траје 1-2 милисекунде. Један неурон може иницирати и послати максимално 1000 нервних сигнала у секунди. У неуронима акциони потенцијал избија у окидачким зонама аксона које имају 7 пута већу концентрацију натријумових канала од ћелијске мембране тела неурона.

1

АНАТОМИЈА И ФИЗИОЛОГИЈА ЧОВЕКА ЗА ИНЖЕЊЕРЕ Handout 2v-2009

Акциони потенцијал мишића ММП глатких мишића је између –50 и –60 mV. Акциони потенцијал глатких мишића јавља се у два облика: 1. Шиљати потенцијал 2. Акциони потенцијал с платоом

Шиљати потенцијали трају 10-15 милисекунди и могу се изазвати: • електричном стимулацијом • деловањем хормона • деловањем трансмитера • стварањем импулса у самом мишићу.

Слика 3. Акциони потенцијали срчаног мишића, нерва и глатког мишића Овај потенцијал показује већина глатких мишића који улазе усастав унутрашњих органа. Код акционог потенцијала са платоом, процес реполаризације закасни неколико стотина милисекунди до 30 секунди што продужава време контракције мишића. Овај тип акционог потенцијала јавља се код уретера, утеруса, у неким типовима крвних судова под одређеним условима. За настанак АП код мишића одговорни су волтажно зависни Ca++-канали при чијем отварању Ca++ јони улазе у мишићну ћелију. Ca++-канали се отварају много пута спорије него Na+ канали, што има за последицу споре акционе потенцијале глатких мишићних влакана. Слободни јони Ca++ директно утичу на контракцију. Када једном настане, АП се шири кроз цели мишић захваљујући везама међу ћелијама. Ексцитација висцералног глатког мишића настаје и растезањем. Пример растезања је улазак хране у дигестивни тракт када садржај црева почиње да истеже зид црева (који се састоји из глатких мишићних влакана) што на те мишиће делује као надраживање истезањем. Реакција мишића на такво надраживање јесте контракција која потпомаже варење.

Синапса Веза између нервних ћелија је посебан тип хемијске везе који се назива синапса. Хемијска синапса значи да се комуникација између ћелија остварује преко хемијских медијатора. Хемијска синапса се састоји из следеће три компоненте: 1. Синаптички чвор – проширење којим се завршава аксон предсинаптичког неурона, богатог синаптичким везикулама и митохондријама, и мало грануларног ендоплазматског ретикулума (ЕР). У синаптичким везикулама се налазе неуротрансмитери. Митохондрије производе енергију која се троши при трансмисији нервног сигнала. Део мембране аксона близу синаптичке пукотине означава се као предсинаптичка мембрана. . 2. Синаптичке пукотине (20-40 nm). 3. Постсинаптичке мембране (део мембране постсинаптичке ћелије захваћен синаптичким контактом).

2

АНАТОМИЈА И ФИЗИОЛОГИЈА ЧОВЕКА ЗА ИНЖЕЊЕРЕ Handout 2v-2009

Слика 4. Синапса

Синаптичка трансмисија Аксолема синаптичког чвора садржи велики број волтажно – сензитивних Ca++-канала. Када талас деполаризације захвати аксонски завршетак ови канали се отварају велика количина јона Ca++ дифундује у синаптички чвор што доводи до покретања синаптичких везикула, њиховог стапања са предсинаптичком мембраном и ослобађања неуротрансмитера у синаптичку пукотину процесом егзоцитозе. Обично се ослобађа само један неуротрансмитер, ређе два или три. Неуротрансмитер дифундује кроз синаптичку пукотину и везује се за специфичне рецепторе на постсинаптичкој мембрани. Да би се спречило континуирано деловање неуротрансмитера они се уклањају убрзо након везивања за рецептор (дифузијом у околну међућелијску течност, ензимском разградњом у синаптичкој пукотини и активним транспортом у синаптички чвор).

7. Које су вредности ММП код неурона /мишића? 8. Шиме се могу изазвати шиљати потнцијали у глатком мишићу? 9. Који су делови синапсе? 10. Да ли неуротрансмитер стално (континуирано) делује на постсинаптичку мембрану?

Подсетник: 1. Која ткива спадају у ексцитабилна ткива? 2. Шта је мировни мембрански потемцијал? 3. Шта је хип/хиперполаризација ћелијске мембране? 4. Наведи фазе акционог потенцијала. 5. Шта значи закон све или ништа? 6. Шта је то праговна драж? 3