POLARIZARE ȘI DEPOLARIZARE
Fizicienii au reușit să măsoare potențialul electric existent între cele două laturi ale membranei celulare. Sa dovedit a fi egal cu 0,07 volți. Putem de asemenea să spunem că acest potențial este egal cu 70 milivolți, deoarece milivolt este egal cu o mie de volți. Desigur, acesta este un potențial foarte mic în comparație cu 120 de volți (120.000 milivolți) de tensiune AC sau în comparație cu mii de volți în liniile electrice. Dar acest lucru este încă un potențial uimitor, având în vedere materialele pe care celulă le are la dispoziție pentru construirea sistemelor electrice.
Orice motiv care întrerupe funcționarea pompei de sodiu va duce la o egalizare ascuțită a concentrațiilor de ioni de sodiu și potasiu de pe ambele părți ale membranei. Aceasta, la rândul său, va duce automat la egalizarea tarifelor. Astfel, membrana devine depolarizată. Desigur, acest lucru se întâmplă atunci când celula este deteriorată sau ucisă. Există, desigur, trei tipuri de stimuli care pot determina depolarizarea, fără a provoca răni celulei (cu excepția cazului în care, desigur, acești stimuli nu sunt prea puternici). Aceste lămpi includ mecanice, chimice și electrice.
Presiunea este un exemplu de stimulare mecanică. Presiunea asupra regiunii membranei conduce la o expansiune și (în prezent, fără niciun motiv aparent) cauzează depolarizarea în acest moment. Temperatura ridicată duce la expansiunea membranei, iar frigul o reduce, iar aceste modificări mecanice determină și depolarizarea.
Pentru același rezultat, rezultă efectul asupra anumitor compuși chimici asupra membranei și impactul asupra acesteia al curenților electrici slabi. (În cel de-al doilea caz, cauza depolarizării pare cea mai evidentă: la urma urmei, de ce nu se poate schimba fenomenul electric de polarizare printr-un potențial electric extern aplicat?)
Depolarizarea care a apărut într-un singur loc al membranei servește ca un stimul pentru propagarea depolarizării de-a lungul membranei. Ionul de sodiu care a fost turnat în celulă în locul unde a apărut depolarizarea a fost oprit prin acțiunea pompei de sodiu, înlocuind ionul de potasiu în exterior. Ionii de sodiu sunt mai mici și mai mobili decât ionii de potasiu. Prin urmare, celula conține mai mulți ioni de sodiu decât ionii de potasiu lăsându-l. Ca rezultat, curba depolarizării traversează marcajul zero și se ridică mai sus. Celula este din nou polarizată, dar cu semnul opus. La un moment dat, flarera devine o sarcină internă pozitivă datorită prezenței unui exces de ioni de sodiu în ea. O mică încărcătură negativă apare pe partea exterioară a membranei.
Opoziția polarizării direcționate poate servi ca un stimulent electric care paralizează funcționarea pompei de sodiu în zone adiacente locului stimulului inițial. Aceste zone adiacente sunt polarizate, apoi apare polarizarea cu semnul opus și apare depolarizarea în zone mai îndepărtate. Astfel, valul de depolarizare este rulat peste întreaga membrană. În secțiunea inițială, polarizarea cu semnul opus nu poate dura mult timp. Ionii de potasiu continuă să părăsească celula, treptat, fluxul lor este egal cu fluxul de ioni de sodiu care intră. Încărcarea pozitivă din interiorul celulei dispare. Această dispariție a potențialului invers reacționează într-o oarecare măsură în pompa de sodiu în acest punct din membrană. Ioniții de sodiu încep să părăsească celula, iar ionii de potasiu încep să pătrundă în ea. Această secțiune a membranei intră în faza de repolarizare. Deoarece aceste evenimente apar în toate zonele depolarizării membranei, un val de repolarizare este rulat după valul de depolarizare de-a lungul membranei.
Intre momentele de depolarizare complete și re-polarizare a membranei nu răspund la stimuli normali. Această perioadă de timp se numește perioada refractară. Ea durează foarte puțin timp o mică fracțiune de secundă. Un val de depolarizare care a trecut printr-o anumită regiune a membranei face ca acest sit să fie imun la excitație. Stimularea anterioară devine, într-un anumit sens, izolată și izolată. Exact cum cele mai mici modificări ale taxelor implicate în depolarizarea realiza răspunsul este necunoscut, dar faptul rămâne - răspunsul membranei la un stimul este izolat și caz izolat. Dacă mușchiul este stimulat într-un singur loc printr-un mic descărcare electrică, mușchiul se va contracta. Dar nu va reduce doar zona în care a fost aplicată iritarea electrică; toate fibrele musculare vor fi reduse. Depolarizare val trece prin fibra musculara la o viteză de 0,5 până la 3 metri pe secundă, în funcție de lungimea fibrei, iar această rată este suficientă pentru a da impresia că contractele musculare ca o unitate.
Acest fenomen de polarizare-depolarizare-repolarizare este inerent în toate celulele, dar în unele este mai exprimat. În procesul de evoluție, au apărut celule care au beneficiat de acest fenomen. Această specializare poate merge în două moduri. În primul rând, și acest lucru se întâmplă foarte rar, se pot dezvolta organe care pot crea potențiale electrice înalte. Prin stimulare, depolarizarea se realizează nu prin contracție musculară sau prin alte reacții fiziologice, ci prin apariția unui curent electric. Aceasta nu este o pierdere de energie. Dacă stimulul este un atac inamic, descărcarea electrică îl poate răni sau îl poate omorî.
Există șapte specii de pești (unele dintre ele osos, unele aparțin ordinului de cartilaj, ca rudele de rechini), specializate în această direcție. Reprezentant dintre cele mai pitoresti - este un pește, care este popular denumit „țipar electric“, iar știința este numele simbolic - Electrophorus electricus. anghilă electric - locuitor de apă proaspătă, și se găsește în partea de nord a Americii de Sud - în Orinoco, Amazon și afluenții săi. Strict vorbind, acest pește nu este o rudă de acnee, este numit astfel pentru coada lunga, care este de patru cincimi din corpul animalului, a căror lungime variază de la 6 la 9 picioare. Toate organele obișnuite ale acestui pește se potrivesc în partea din față a corpului, cu o lungime de aproximativ 15-16 cm.
Mai mult de jumătate din coada lungă este ocupată de o secvență de blocuri de mușchi modificați care formează un "organ electric". Fiecare dintre aceste mușchi produce un potențial care nu depășește potențialul musculaturii obișnuite. Dar mii și mii de elemente ale acestei "baterii" sunt conectate în așa fel încât potențialul lor să fie adăugat. Odihnea în măsură să acumuleze un potențial electric de țipar circa 600-700 volți și descărcați-l la o rată de 300 de ori pe secundă. Cand oboseala aceasta cifra scade la 50 de ori pe secundă, dar această rată de acnee poate rezista pentru o lungă perioadă de timp. șoc electric suficient de puternic pentru a ucide animale mici care se hrănesc cu acești pești, sau pentru a lovi o înfrângere sensibilă un animal mai mare, care, din greșeală, dintr-o dată decide să mănânce anghila electrică.
Organul electric este o armă magnifică. Poate că alte animale ar fi recurs la un astfel de șoc electric, dar această baterie ocupă prea mult spațiu. Imaginați-vă cât de puține animale ar avea colți și gheare puternice dacă ar ocupa jumătate din masa corpului lor.
Al doilea tip de specializare, care implică utilizarea fenomenelor electrice care curg pe membrana celulară, nu este de a spori potențialul, ci de a crește viteza de propagare a undelor de depolarizare. Există celule cu procese alungite care reprezintă aproape exclusiv formațiuni de membrane. Funcția principală a acestor celule este transferul foarte rapid al stimulului de la o parte a corpului la celălalt. Din aceste celule sunt compuse nervii - acei nervi, de la care a început acest capitol.
În prezent, vizualizați versiunea mobilă a site-ului.
Accesați versiunea completă
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: