Миелинденген нейрон жасушасындағы әрекет потенциалы. Биология, 10 сынып, презентация.

Сабақтың тақырыбы:Миелинденген нейрон жасушасындағы әрекет потенциалы

Сабақтың мақсаты :

Нейрон жасушасынан қозу толқындары таралуының негізгі принциптерімен танысады;

Қозу физиологиясының механизімін ұғады.

Оқу мақсаты:

10.1.7.1 миелинденген нейрон аксонында әрекет потенциалының инициациясы мен трансмиссиясын сипаттау және түсіндіру

Бағалау критерийлері:

Нейрон жасушаларының құрылысын сипаттайды

Нейрон жасушаларында жүзеге асатын әрекет потенциалдарын түсіндіреді;

Реполяризация, деполяризация, гиперполяризация, рефракторлық кезең шегі терминдерін түсінеді.

Бұлшықеттің жиырылуын, бездердің сөл бөлу белсенділігін туындататын белгілер нейрондармен биоэлектрлік импульстар арқылы таралатыны осыдан 200 жыл бұрын белгілі болған.

Соңғы жарты ғасырда кальмардың ірі 1миллиметрге жуық аксондары табылғаннан кейін импульстардың таралу механизмі белгілі болды.

Бұл құбылысты Кертис пен Коул АҚШ-да және Хаксли Ходжкин Англияда 30-шы жылдардың аяғында анықтады.

Тірі құрылымдардағы электрлік өзгерістерді электрлік құбылыстар деп атайды.Тірі организмдер-дегі электрлік құбылыстар-дың ашылуы Л.Гальвани, А.Вольта, К.Маттеучи сияқты ғалымдардың аттарымен байланысты.

Тірі ұлпаларда болатын электрлік құбылыстардың (биопотенциалдардың, биотоктардың) түрлері:

тыныштық потенциалы немесе мембраналық потенциал;

локальдық жауап;

әрекет потенциалы.

Тыныштықпотенциалы немесе мембраналық потенциал тыныштық күйдегі жасуша мембранасының сыртқы бетінің оң электр зарядты, ал ішкі бетінің (цитоплазмасының) онымен салыстырғанда теріс электр заряды болатындығынан туатын айырманың нәтижесі.

Мембраналық потенциалдың туындау механизмі.

Na-К насосы Nа+ іштен сыртқа қарай сорып, К+ сырттан ішке қарай айдайды. Нәтижесінде натрий және калий иондары концентрациясының градиенті сақталынып, потенциалдар айырмасы ұсталынып тұрады.

Натрий-калийлі насосы - K+ /Na + K+ - аденозинтрифосфатаза (АТФаза), Na+ сыртқа, ал K+ ішке тасымалдайды.

Сұрақ №4

Күшіне қарай тітіркенгіштерді қандай түрлерге бөлуге болады?

А) табалдырықты, табалдырықтан төмен,табалдырықтан жоғары.

В) Қозғыштық, қозу, тежелу;

С) Қозу, тежелу, тітіркену;

Д) Тітіркендіргіштер,тітіркендіру,

Қозғыштық.

4. К-ді байланыстырып ішкі бетке өткізеді де фосфорсыздану жүреді. К+ босап шығып нәруыз бастапқы қалпына келеді;

5. Na мен К насосында Na-ді байланыстыратын үш үлескі, ал К-ді байланыстыратын екі үлескі бар.

Тыныштық жағдайында клетка мембранасының ішкі жағында (цитоплазмада) оның сыртқы ортасымен салыстырғанда К+ 30-50 есе көп, Nа+ 8-10 есе аз.

Осыдан концентрациялық градиент туып, К+ іштен сыртқа қарай диффузданады. Тыныштық жағдайында К+ сыртқа өткізу Nа+ ішке өткізуден қарағанда 25 есе жоғары болады.

Жасушаның тыныштық потенциалының шамасы екі факторға тәуелді:

Тыныштық күйдегі мембрана арқылы өтетін катиондар мен аниондардың өзара қатынасы;

Иондарға деген мембрана өткізгіштігінің өзара қатынасына.

Қозу тудыра алатын тітікендірудің ең аз күшін табалдырықты;

Күші бұдан аз болса табалдырықтан төмен;

Көп болса табалдырықтан жоғары тітіркендіргіштер деп атайды.

Локальдық жауап

Қозғыш құрылымға күші табалдырықтан төмен тітіркендіргіштер әсер еткен кезде деполяризация тітіркендіру күшіне тәуелді түрде дамиды.

Пассивті деполяризацияны активті деполяризация жалғастырады, себебі, белгілі бір дәрежеде мембрананың ион өткізгіштігі өзгеріп, натрий иондарының ішкі ортаға өтуі жылдамдайды.

Деполяризация процесі тітіркендіру тоқтағаннан кейін де біраз өсіп, одан кейін біртіндеп жоғалады.

Осы процесті локальдық жауап деп атайды.

Локальдық жауапқа тән ерекшеліктер:

Күші табалдырықтан төмен тітіркендіргіштер әсер еткен кезде туындайды;

“түгел немесе түк жоқ” деп аталатын ережеге бағынбайды;

Тітіркендіргіш әсер еткен жермен ғана шектеледі, таралмайды;

Жиынтықталу қасиеті бар.

Ішкі ортаның теріс заряды азайса, мембранада деполяризация,

Әрекет потенциалы

Күші табалдырықты және табалдырықтан жоғары тітіркендіргіштер әсер еткен кезде мембрананың деполяризациясы айнымалы деңгейге дейін жетіп, сол жерде қозу туындайды. Мұны әрекет потенциалы деп атайды.

ӘП шамасы +30 - +50 мВ.

ӘП қасиеттері:

“Түгел немесе түк жоқ” заңына бағынады, яғни қозу туындауының анық табалдырығы бар;

Қозу түрінде 120 м/сек жылдамдықпен таралады;

Егер құрылымға табалдырықтан төмен күшпен тітіркендірсе, онда қозу туындамайды (“түк жоқ”), тітіркендіру табалдырыққа жетсе максималды қозу туады (“түгел”)

Жасуша жарғақшасындағы рецепторлық молекулалар арнайы нысаналық қызмет арқылы жасушадан жасушаға хабарларды (сигналдарды) таратады.

Мысалы: нейромедиаторлар арнайы химиялық заттар арқылы жүйкелік импульстарды өткізеді.

Әрекет потенциалының сызбасына сүйеніп, әр фазада өтетін, әрекет потенциалының сәйкес фазаларына тиісті түсінік беруге болады.

Жүйке жасушасындағы мембраналық

ҚОЗУ ФИЗИОЛОГИЯСЫ

1. Қозғыш ұлпа және олардың физиологиялық қасиеттері бойынша төменгі таблицаны толтыр

МП-дың шамасы –50мВ-тен- -90 мВ-ке дейін.

1949 жылы Ходжкин мен Катц натрий ионының кальмар аксонының әрекет потенциалына әсерін зерттеді. Теңіз суының қалыпты ерітіндісінің әр түрлі концентрациясына салынған аксонның жасушасынан, микроэлектрод көмегімен әрекет потенциалының қисығын тіркеп отырды. Тәжірибенің нәтижесі төмендегі графикпен берілген. Қалыпты теңіз суы мен сұйытылған 1: 2 және 1:3 теңіз суларының қайсысына қисықтар сәйкес келеді. Бұл ерітінділердің әрекет потенциалына әсерін түсіндіріп, дәлелді жауап бер.

Жауабы:

Әрекет потенциалының амплитудасы аксонға жасушадан тыс ерітіндіден түскен Na+ ионының санымен анықталады.

А, б, в графигінде Na+ ионының концентрациясы біртіндеп кемиді. Сондықтан,

А) Қалыпты теңіз суы;

Б) екі есе сұйытылған ерітінді;

В) үш есе сұйытылған ерітінді.

Сұрақ

Егер мембрананың өткізгіштігі калий мен натрий ионына біруақытта жоғарыласа онда бұл үрдіс әрекет потенциалына қалай әсер еткен болар еді.

А) Өзгеріссіз қалады;

В) Табалдырықты күш түседі;

С) Табалдырықтан жоғары күш түседі.

Жауабы:

Егер натрийдің мембранадан шығуы мен калийдің ішке енуі бірденй болып теңессе, онда ештеңе өзгермеген болар еді немесе аздап тыныштық потенциалы төмендеуі мүмкін. Бірақ бұл табалдырықты күш түсіруге жеткіліксіз, сондықтан әрекет потенциалы болмайды.

Нейронның бойымен қозудың таралуы

Аксонның негізгі қызметі - нейронда туындаған импульстерді өткізу.

Жүйке талшықтарының морфологиялық белгісіне қарай:

Миелинді (қимыл жүйкелерінде кездеседі);

Миелинсіз (вегетативтік жүйке жүйесінде кездеседі).

Миелин қабықшасы осьтік цилиндрді бірнеше қайтара орауының нәтижесінде пайда болады. Орамдар бір-бірімен кірігіп тығыз майлы қорап - миелин қабығы түзіледі. Ол талшықтың бойында әрбір 1-2 мм сайын үзіліс жасайды. Мұндай ашық аймақтары Ранвье үзілістері деп аталады, олардың диаметрі 1 мкм шамасында

Миелин қабықшасы

Миелинді талшықтарда

Қозудың таралуы секірмелі (сальтаторлы) түрде жүреді, себебі ӘП қозу күйіндегі және одан кейінгі тыныштық күйдегі Ранвье үзілістері арасында туындайды.

Миелинсіз талшықтарда миелин қабығы болмайды, олар тек невриллемамен ғана қапталған.

Жүйке жүйесі импульстарының таралу жылдамдығы:

қалың миелинді талшықтармен (диаметрі 10-20 микрон) 70-120 м/сек

ең жұқа миелинсіз талшықтармен (екі есе кіші) 0,5 м/сек. 

Миелинсіз талшықтарда

Қозған және қозбаған үлескілер арасында пайда болатын бір орындағы (жергілікті) қозудың көмегімен іске асады.

Қозған үлескіде пайда болған ӘП мембрананың тыныштық күйдегі бөлімі үшін тітіркендіргіш болып, ол жерде деполяризация жүреді.

Ол өзінің айнымалы шамасына тез жетіп, ол жерде туған әрекет потенциалы одан әрі келесі тыныштық күйдегі бөлімді тітіркендіріп, деполяризациялайды.

Қозу толқыны осылай эстафета жеткізген тәрізді ұлпаны бойлап тарайды.

Нейронның миелинсіз талшықтары негізінен вегетативті жүйке жүйесіне және омыртқасыз жануарларға тән.

Нейронның миелинді талшықтары негізінен орталық жүйке жүйесіне және омыртқалы жануарларға тән.

Сұрақ

Бақаның диаметрі 3,5 миелинді аксоны қозуды 30м/с, ал мысықтың тура сондай диаметрлі аксоны қозу толқынын 90 м/с жылдамдықпен өткізеді. Себебі:

А) Қозғалысы әсер етеді;

В) Дене температурасы әсер етеді;

С) Өте сақ болуына байланысты.

Жауабы:

Бақа суық қанды (пойкилотермді) жануар

4-25º температурада белсенді, ал мысық жылы қанды(гомойотермді) жануар және денесі үнемі тұрақты 35º температурада болады. Осындай жоғарғы температурада жүйке импульсындағы қозудың жылдамдығы үш есе өседі.

Қозуды өткізу заңдылықтары:

Қозуды оқшаулап өткізу;

Жүйке талшығының анатомиялық және физиологиялық біртұтастығының сақталуы;

Екі бағытта өткізу, яғни жүйке талшығы қозуды екі бағытта да өткізе алады.

Бұл заңдылықты 1877 жылы өз тәжірибесінде Бабухин дәлелдеген.

Жүйке талшығының салыстырмалы шаршамайтындығы.

Егер жүйке-ет препаратын ұзақ уақыт ырғақты тітіркендірсек, біраздан кейін ет шаршап, жиырылуын тоқтатады, ал жүйке қозу өткізу қабілетін жоғалтпайды.

Бұл қасиетті 1883 жылды Введенский байқаған.

Ырғақтың трансформациясы

Жүйке орталықтары өздеріне келген импульстер ырғағын өзгерте алады, трансформациялайды, яғни ОЖЖ-дегі қозудың жиілігі мен күші тітіркендіргіштің жиілігі мен күшіне сәйкес келеді. Афференттік жүйкеден келіп түскен бір тітіркендіргішке жүйке орталығында көптеген қозу толқындары пайда болады.

Әрекет соңы

Жауап реакциясының ұзақтығы тітіркендіру ұзақтығынан артық болады. Неғұрлым тітіркендіру күші жоғары болса, соғұрлым әрекет соңы да ұзаққа созылады.

Назарларыңызға рахмет!