Elektrofiziologija - vaje Asist. Andrej Fabjan, dr. med. e-mail:
[email protected]
Sestava telesnih tekočin Ion
ECT (mmol/l)
ICT (mmol/l)
Na+
143
9
5
135
Ca+
1,3
<0,8
Mg+
0,9
25
Cl-
103
9
HCO3-
24
9
HPO42-
0,4
74
Sulfat -
0,4
19
Proteinat -
1,14
64
K+
Osnove membranskega potenciala Celične membrane so polprepustne:
Osnove membranskega potenciala ICT
ECT
difuzija
ICT
ECT
+ + difuzija + + + + + električna sila
nastanek razlike v električnem potencialu
vzpostavitev ravnotežja
ICT
ECT
+ + difuzija + + električna + sila + +
Nernstov potencial •
to je membranska napetost, pri kateri ni neto pretoka določenega iona preko membrane
•
enačba Nernstovega potenciala:
Eion =
•
RT zF
ln (
[ion]exc [ion]inc
)
izraz lahko poenostavimo, če vstavimo vrednosti konstant in desetiški logaritem:
Eion = 61mV log (
[ion]exc [ion]inc
)
Mirovni membranski potencial •
preko membrane človeške celice so razporejeni številni ioni (npr. Na+, K+, Cl+)
•
potencial, ki se pri tem ustvari opisuje Goldmanova enačba:
Em =
• g
ENagNa + EKgK + EClgCl gNa + gK + gCl
je oznaka za prevodnost, ta pa je odvisna od prisotnosti odprtih ionskih kanalov
Akcijski potencial
K+ napetostno odvisni kanali
Na+ napetostno odvisni kanali
+
+
+ +
+
+
Stimulus
Membranski potencial
Absolutna refraktarna doba
Relativna refraktarna doba
Prevajanje akcijskega potenciala + _
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _+ _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_+ + __ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + + + + _ + _ _ _
_ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_+ _ _ ++
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
__ + _ ++
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ + _ +
_ _ _ _ + _ + + + +
Membranski potencial (mV)
Prevajanje AP: elektrotonično prevajanje
ΔE(x) = ΔE 0 e
−
x λ
λ = dolžinska konstanta λ= 0 Razdalja od ionskega kanala (μm)
rm ra
Povečanje dolžinske konstante: ↓ kapacitete membrane ↓ intracelularnega upora (↓ra) ↓ prevodnosti preko membrane (↑rm)
Prevajanje AP po mieliniziranem živčnem vlaknu
Prevajanje AP po mieliniziranem živčnem vlaknu smer širjenja AP
= saltatorno (poskakujoče) prevajanje
Oblike AP +30
motorični nevron
skeletno mišično vlakno
srčno mišično vlakno
Membranski potencial (mV)
+20 +10 0 -10 -20 -30 -40
2 ms
5 ms
200 ms
-50 -60 -70 -80 -90
Čas
Hitrost prevajanja po živcu
Fiber Type
Function
Fiber Diameter (µm)
Conduction Velocity (m/s)
Spike Duration (ms)
Absolute Refractory Period (ms)
α
Proprioception; somatic motor
12–20
70–120
0.4–0.5
0.4–1
β
Touch, pressure, motor
5–12
30–70
γ
Motor to muscle spindles
3–6
15–30
δ
Pain, cold, touch
2–5
12–30
Preganglionic autonomic
<3
3–15
1.2
1.2
Dorsal root
Pain, temperature, some mechanoreception, reflex responses
0.4–1.2
0.5–2
2
2
Sympathetic
Postganglionic sympathetics
0.3–1.3
0.7–2.3
2
2
A
B C
A and B fibers are myelinated; C fibers are unmyelinated.
a
Skeletna mišica
Skeletna mišična celica
Živčnomišični stik
Mehanizem kontrakcije mišične celice
Mehanizem kontrakcije skeletne mišice
Mehanizem kontrakcije mišične celice
Vrste kontrakcij mišice IZOTONIČNA KONTRAKCIJA
IZOMETRIČNA KONTRAKCIJA
Krivulja odvisnosti sile od dolžine mišice
Krivulja odvisnosti hitrosti krčenja od obremenitve