3.8. evaluarea excitabilității țesuturilor și celulelor (legi de iritare)
Excitabilitatea unei celule se modifică nu numai în timpul excitației sale, dar și atunci când compoziția chimică a fluidului extracelular se schimbă, de exemplu, ca urmare a activității prelungite a celulelor înalte, abaterea indicilor mediului intern în cazurile patologice. Excitabilitatea diferiților neuroni este variabilă. Cele mai excitabile sunt neuronii formării reticulare (vezi secțiunea 5.4).
Indicațiile privind starea excitabilității țesutului sunt potențialul de prag, forța de prag și timpul de prag.
A. Potențialul pragului (# 916; V) este valoarea minimă pe care potențialul de odihnă al membranei trebuie redus pentru a provoca excitația (PD). V și excitabilitatea celulelor sunt în rapoarte inverse: o valoare mică V indică o excitabilitate ridicată a celulei. Dacă, de exemplu, o scădere a potențialului membranei (depolarizarea parțială) cu 5-10 mV provoacă apariția PD, excitabilitatea celulei este ridicată. Dimpotrivă, o mare V (30-40mV) indică o excitabilitate mai scăzută a celulei. Totuși, în toate cazurile, PD apare numai când se atinge nivelul critic al depolarizării membranei celulare (Ecr).
Nivelul critic al depolarizării ECR este depolarizarea minimă a membranei celulare, la care apare PD. Alte celule iritație și reducerea artificială PP nu schimbă nimic, deoarece depolarizarea celulei, atingând o valoare critică, în sine, conduce la deschiderea de voltaj-dependente poarta Na-Channel, rezultând în Na + se repede în celulă, adică, depolarizarea este accelerată indiferent de acțiunea stimulului (procesul regenerativ). Nivelul critic de depolarizare a membranei celulare este de obicei -50 mV. La o valoare PP, de exemplu, 60 mV (Eo), depolarizarea - o scădere a PP cu 10 mV - va conduce la atingerea Ecr (50 mV) și va apărea PD. Dacă PP este -90 mV, atunci pentru a apela PD este necesar să se reducă PP cu 40 mV. În acest din urmă caz, excitabilitatea celulei este mult mai scăzută. În acest fel:
Relația dintre V, Eo și Ecr sunt arătate în Fig. 3.7: cea mai mare excitabilitate la cel mai mic V (vezi figura 3.7, i), cea mai mică excitabilitate la maxim V (vezi figura 3.7, c). # 916; V nu depinde de un nivel critic depolarizare (Ecr), dar depinde de celulele (Eo) PP ca Ecr, așa cum sa menționat mai sus, - valoarea relativ constantă.
Fig. 3.7. Dependența excitabilității celulare asupra Eo - magnitudinea potențialului membranei la aceeași valoare a Ecr - nivelul critic al depolarizării membranei. V1 = 10 mV; V2 = 20 mV; V3 = 30mV. (Explicație în text.)
Valoarea schimbărilor de PP în diferite condiții de activitate a celulelor, ca rezultat al acesteia, excitabilitatea sa, de asemenea, se schimbă, de exemplu, cu o schimbare a concentrației de ioni de Ca2 +. pH-ul mediului. Dacă concentrația de ioni de Ca2 + în mediu crește, celula devine mai puțin excitabilă, deoarece potențialul membranei crește, astfel încât Eo se îndepărtează de Ecr. În cazul în care concentrația de ioni de Ca2 + scade, excitabilitatea celulei crește, deoarece potențialul membranei scade, Eo abordează Ecr. Cu toate acestea, în cazul în care potențialul de membrană scade lent sub Ecr (-50 mV), de exemplu, sub răcire sau hipoxie, celula devine nonexcitability datorită dezactivării Na-canale și incapacitatea de a realiza Ecr.
În ciuda faptului că V este măsura cea mai precisă a stării excitabilității celulare, acest indicator este utilizat în experiment din cauza complexității procedurii mai puțin decât altele. În special, cu scopul educațional, și adesea în cercetarea științifică, se aplică criterii cum ar fi pragul de forță și cronaxia.
B. Forța de prag este cea mai mică forță de stimulare capabilă să provoace excitație (PD) atunci când acțiunea sa este nelimitată (Figura 3.8, proiecția punctului A pe ordonată). Forța stimulului este un concept colectiv: reflectă gradul de efect stimulant iritant asupra țesutului. De exemplu, puterea curentului electric exprimat în amperi (A), temperatura mediului -sa ° C, concentrația unei substanțe chimice - 1 în milimoli pe litru, intensitatea sunetului - în decibeli (dB), etc. Atunci când se folosește un curent electric ca stimul, definiția propusă pentru rezistența pragului coincide cu conceptul de "reobaza". Rheobase - acesta este cel mai mic curent care poate provoca excitația impulsului. Dacă rezistența la prag a stimulului este mică, excitabilitatea țesutului este ridicată. Cu cât forța de prag este mai mică, cu atât excitabilitatea țesutului este mai mare. O concentrație de prag mare indică o excitabilitate scăzută a țesutului. Cu stimulare intracelulară, rezistența la prag a curentului electric pentru diferite celule este de 10-7-10-9 A.
B. Timpul minim este durata minimă în care stimulul forței de prag ar trebui să acționeze asupra țesutului pentru a provoca excitația acestuia (Figura 3.8, proiecția punctului A pe abscisă). Timpul de prag este, de asemenea, numit un timp util, deoarece stimulul asigură depolarizarea numai până la nivelul critic (Ecr). Următoarea PD dezvoltă independent de stimul, iritație în continuare a devenit inutil, inutil, deoarece PD - este un proces de regenerare, care se produce din cauza energia stocată sub formă de gradienți de concentrație celulară de diverși ioni. În cadrul experimentului, pragul de excitabilitate a țesutului este mai des nu pragul de timp, ci crona, deoarece pragul de timp este un criteriu foarte subtil. Prin urmare, cele mai mici modificări ale excitabilității țesutului conduc la o modificare a timpului de prag. Chronaxy - este cel mai scurt timp în care să acționeze prin două rheobasis curent pentru a provoca excitație (vezi figura 3.8, proiecția B pe abscisă ..).
Fig. 3.8. Curba este durata rezistenței. Abcesul este durata stimulării; Pe ordonată - forța iritării
Raportul dintre momentul forței de stimulare și suprathreshold necesare pentru a apela excitație este prezentată în Fig. 3.8. O curbă hiperbolă (curba Goorvega-Weiss-Lapicque) demonstrează că odată cu creșterea stimul care acționează forța (stimulare suprathreshold) în timp ce acțiunea necesară invocarea excitație scade. Graficul (partea dreapta), de asemenea, arată că, dacă este folosit pentru excitație stimul amplitudine reobaza mai mici, excitarea țesutului nu va apărea, chiar dacă durata acesteia ar fi infinit de mare. Pe de altă parte, atunci când sunt folosite pentru stimul de excitație, efectul care va fi mai mică decât un anumit interval critic (partea din stânga a graficului), excitarea țesutului se obține chiar și la stimul putere infinită. Prin urmare, de înaltă frecvență de curent alternativ (> 10 kHz) nu este periculos pentru organism reprezintă: impactul asupra curentului electric tesatura ultrascurte produce doar un efect termic, care este utilizat în practica clinică pentru încălzirea profundă a țesutului în diverse procese patologice. Curentul electric cu o frecvență de la 0,5 la 1 MHz poate fi, de asemenea, utilizat în scopuri medicinale.
Un curent sinusoidal alternativ cu frecvență joasă (50 Hz) stimulează țesuturile excitabile. Stimulează frecventa curentului sinusoidal de 50 Hz de înaltă tensiune periculoasă pentru viață, poate provoca fibrilarea inimii cu un rezultat fatal.
Atunci când neuronii sunt excitați, ei interacționează între ei folosind sinapse.
Trimiteți-le prietenilor: