Методы исследования возбудимых тканей

Для изучения возбудимых клеток физиол. установка должна содержать: электроды для регистрации и стимуляции, усилители биоэлектр. сигналов, регистратор, стимулятор, система д/обработки физиол. инф-и. При работе на изолир органах, тканях, отдельных кл-ках, применяют спец. камеры и р-ры (напр., Хэнкса), позволяющие в теч. длит. времени поддерживать норм жизнедеят-ть. Во время эксперимента р-р должен быть насыщен О₂ и иметь соотв.t; использовать проточные камеры для непрерывного обновления р-ра. Электроды должны оказывать min влияние на объект исслед-я, т.е. должны только передавать инф-ю от объекта или на объект. Если исследуется собств. проц. возб-я, то исп-т 2 электрода с разл.S контактной пов-ти.(1:1000). При этом электрод меньшей площади – пассивный, большей - активный. При исслед. процесса распр-ния возбужд-я исп-т 2 электрода с одинак.S контактн. пов-й , устанавливаемых на возб.ткани на нек. расстоянии др.от друга,и индиферентн. (пассивн) электрод,устанавливаемый в отдалении. В 1-м случае – монополярный способ отведения потенциала (раздр-и), во 2-м – о биполярном способе. При исслед-и электрофизиол. хар-к отдельн. кл-к используют стеклянные микроэлектроды.

Исслед. биол. объект помещён в камеру, содержащую солевой р-р и электрод сравнения. Если измерительный электрод так же нах-ся в р-ре, то разность потенциалов м/у ним и электродом сравнения стремится к 0. В момент проникновения микроэлектрода внутрь клетки регистрируют (-) потенциал относительно внешней среды. У покоящейся кл-ки с норм метаболизмом и стабильными усл внеш. и внутр. среды постоянная разность потенциалов будет регистрироваться неопределённо долго. Эта постоянная разность потенциалов называется потенциалом покоя. При этом потенциал внеклет среды принимается = 0. Величина потенциала покоя неодинакова у разл типов кл-к и колеблется в пределах -70-95мВ. Если в кл-ку введён 2-й стимулирующий электрод, можно исслед. р-ю возбудимой мембраны на д-е эл. тока (гиперполяризация/деполяризация).

11. Потенциал покоя. Его происхождение. Активный и пассивный транспорт в-в ч/з мембрану. Na-K насос.

Потенциал покоя - трансмембранная разность потенциалов между цитоплазмой и окружающим кл-ку наружным р-ром; возникает в рез-те асимметрич распределения ионов по обе стороны мембраны клетки. На основе потенциала покоя нейронов формир-ся возбуждающий и тормозной постсинаптич потенциалы, а также потенциал д-я (ПД). В невозб состоянии клет мембраны высокопрониц для K⁺ и малопрониц для Na⁺. Концентрация K⁺ внутри кл-ки примерно в 20-50 раз >, чем вне к-ки.

Активный транспорт: с затратой Е, перемещает ионы против градиента концентраций. Различают 2 вида активного транспорта: первичный (получает Е, высвоб непосредств при гидролизе АТФ или креатинфосфата), вторичный (перенос в-в против градиента конц-й, энергообеспечение – за счёт Е, кот высвоб-ся при транспорте др. в-в по градиенту конц-й). Пример первичного активного транспорта: мех-м, поддерживающий низкую внутриклет. конц-ю Na⁺ и высокую к-ю K⁺ (натрий-калиевый насос). Известно, что в клет. мембр имеется система переносчиков, кажд из кот-х связ-ся с 3-мя находящимися внутри кл-ки Na⁺ и выводит их наружу, где связ-ся с 2-мя К⁺ и переносит в цитоплазму. Энергообеспечение работы систем переносчиков обеспеч-ся АТФ. Функционир-е насоса по такой схеме приводит к след. рез-там: поддерж-е высокой конц-и K⁺ внутри кл-ки, что обеспечивает постоянство величины потенциала покоя + поддерж-е потенциала покоя; поддерж-ся низкая конц-я Na⁺ внутри к-ки, что обеспечивает работу мех-ма генерации потенциала д-я и сохранение норм осмолярности и объёма к-ки. Пример вторичного активного транспорта – поддержание низкой внутриклет конц-и Cа⁺⁺ за счёт высокого натриевого конц. градиента: выведение Са²⁺ ↓ при удалении Na⁺ из окр среды. Доказано, что сущ-т спец обменный мех-м (переносчик-обменник), источником Е кот-о служит высокий градиент Na+. Поддерживая стабильный концентрационный градиент Na⁺, Na-К насос способствует сопряженному транспорту АК и сахаров ч/з клет мембр. Т.о.,возникновение трансмембранной разности потенциалов (потенциал покоя) обусловлено высокой проводимостью клет мембр в сост покоя для К⁺ (для мышечных клеток и Cl^-), ионной асимметрии конц-й для K+ (Cl-для мышечн), работой систем активного транспорта, кот созд и поддерж ионную асимметрию.