background image

2011-04-19

1

POBUDLIWOŚĆ

Dr n. med. Magdalena Wszędybył-Winklewska

Zakład Fizjologii Człowieka  GUM

Potencjał spoczynkowy

• Warunkiem powstania potencjału 

czynno

ś

ciowego jest istnienie potencjału 

spoczynkowego.

• W stanie spoczynku 

zewn

ę

trzna

powierzchnia błony komórkowej ma 
pewn

ą

 przewag

ę

 

kationów

, czyli jest 

naładowana dodatnio w stosunku do jej 
powierzchni wewn

ę

trznej.

• Jest to tzw. potencjał błonowy lub 

bioelektryczny potencjał spoczynkowy.

Główne mechanizmy spoczynkowej ró

ż

nicy 

potencjałów:



gradienty st

ęż

e

ń

 jonów po obu stronach 

błony komórkowej,



przepuszczalno

ść

 błony dla tych jonów,



działanie pompy Na

+

/K

+.

Gradienty st

ęż

e

ń

 jonów w poprzek błony 

komórkowej:



we wn

ę

trzu komórki podczas spoczynku 

przewa

ż

aj

ą

 

aniony (głównie białkowe)

oraz 

kationy potasu

(30 razy wi

ę

cej jonów 

potasowych ni

ż

 na zewn

ą

trz), 



na zewn

ą

trz komórki przewa

ż

aj

ą

 

jony sodowe

(10 razy wi

ę

cej ni

ż

 wewn

ą

trz) oraz 

chlorkowe

(10 razy wi

ę

cej ni

ż

 wewn

ą

trz).

background image

2011-04-19

2

• Wskutek aktywno

ś

ci pompy dostaj

ą

ce si

ę

 

do wn

ę

trza jony sodowe s

ą

 stale usuwane 

na zewn

ą

trz komórki, natomiast do jej 

wn

ę

trza s

ą

 transportowane jony potasowe 

(2 jony K za 3 jony Na).

• ATP-aza jest aktywowana przez jony 

sodowe działaj

ą

ce na wewn

ę

trzn

ą

 

powierzchni

ę

 błony komórkowej.

• Pobudliwo

ść

 tych samych struktur mo

ż

zmienia

ć

 si

ę

 w zale

ż

no

ś

ci od wielu 

czynników (temperatury, 

ś

rodków 

znieczulaj

ą

cych, rytmów biologicznych).

• Przy wzro

ś

cie pobudliwo

ś

ci danej 

struktury dochodzi do obni

ż

enia progu 

pobudliwo

ś

ci, zmniejsza si

ę

 wówczas 

warto

ść

 bod

ź

ca progowego i odwrotnie.

Prawo ‘wszystko albo nic”

• Podstawow

ą

 wła

ś

ciwo

ś

ci

ą

 komórek pobudliwych 

jest prawo 

"wszystko albo nic”

, które mówi, 

ż

bodziec progowy wywołuje w komórce 
pobudzenie maksymalne.

• Na bod

ź

ce podprogowe komórki reaguj

ą

 tylko 

depolaryzacj

ą

 miejscow

ą

 (nie pojawia si

ę

 

potencjał czynno

ś

ciowy), a na ró

ż

ne bod

ź

ce 

nadprogowe odpowiadaj

ą

 potencjałem 

czynno

ś

ciowym o jednakowej amplitudzie, takiej 

samej, jak na bodziec progowy.

• B

ę

d

ą

ca w spoczynku błona komórkowa 

jest najbardziej przepuszczalna dla jonów 

potasowych

, mniej dla 

chlorkowych

minimalnie dla jonów 

sodowych.

• Dzi

ę

ki tej przestrzennej separacji wn

ę

trze 

komórki jest naładowane ujemnie, a stan 
taki nazywamy 

POLARYZACJ

Ą

komórki.

• Jej wielko

ść

 okre

ś

la potencjał 

spoczynkowy, który jest ró

ż

nic

ą

 

potencjałów mi

ę

dzy wn

ę

trzem komórki a 

jej powierzchni

ą

.

background image

2011-04-19

3

• Wielko

ść

 potencjału spoczynkowego około 

– 70 mV

jest okre

ś

lona głównie przez 

wielko

ść

 gradientu st

ęż

e

ń

 dla jonów 

potasowych

i zbli

ż

ona do potencjału 

równowagi dla tego jonu.

• Zmiana stanu spolaryzowania komórki 

mo

ż

e i

ść

 w kierunku: 

• depolaryzacji 

(zmniejszenia spoczynkowej 

ż

nicy potencjałów) lub

• hiperpolaryzacji 

(zwi

ę

kszenia 

spoczynkowej ró

ż

nicy potencjałów).

• Dopiero po osi

ą

gni

ę

ciu 

depolaryzacji 

krytycznej 

(progowej) dochodzi do 

powstania 

potencjału czynno

ś

ciowego

tzw. iglicowego. 

• Pojawia si

ę

 on zgodnie z prawem 

„wszystko albo nic” i ma zdolno

ść

 

rozprzestrzeniania si

ę

• Miejscem inicjacji potencjału 

czynno

ś

ciowego jest pocz

ą

tkowy odcinek

aksonu

(wzgórek)

, poniewa

ż

 jego próg 

pobudliwo

ś

ci jest ni

ż

szy od ciała komórki i 

dendrytów.

Zmiany pobudliwo

ś

ci komórki w czasie trwania 

potencjału czynno

ś

ciowego i potencjału 

nast

ę

pczego

• Procesy 

depo- i hiperpolaryzacyjne

pojawiaj

ą

ce si

ę

 w wyniku pobudzenia 

komórki, powoduj

ą

 zmiany jej 

pobudliwo

ś

ci.

• Transmisja informacji od dendrytów do 

zako

ń

cze

ń

 aksonu jest fizjologiczna i 

nazywa si

ę

 przewodzeniem 

ortodromowym

.

• Kierunek przeciwny nosi nazw

ę

 

przewodzenia 

antydromowego

(jest on 

niefizjologiczny, mo

ż

na go uzyska

ć

 

eksperymentalnie).

background image

2011-04-19

4

Szybko

ść

 przewodzenia zale

ż

y od:

ś

rednicy włókien nerwowych

– włókna o 

wi

ę

kszej 

ś

rednicy przewodz

ą

 szybciej;

• sposobu przewodzenia

przewodzenie ci

ą

głe

(wolniejsze) we włóknach bez osłonki 
mielinowej, 

przewodzenie skokowe

(szybsze) –

bardzo du

ż

a pr

ę

dko

ść

 w obszarach mi

ę

dzy 

cie

ś

niami w

ę

złów, zwolnienie w cie

ś

niach, 

poniewa

ż

 osłonka mielinowa jest dobrym 

izolatorem.

Pod wzgl

ę

dem czynno

ś

ciowym 

wyró

ż

nia si

ę

 w nim 4 strefy:

• wej

ś

cie neuronu – dendryty i cz

ęś

ciowo ciało 

neuronu

• stref

ę

 inicjacji impulsów – pocz

ą

tkowy odcinek 

aksonu

• stref

ę

 przewodzenia – akson

• wyj

ś

cie neuronu – zako

ń

czenie aksonu

SYNAPSA

• Obszar styku mi

ę

dzy komórkami 

nerwowymi lub komórk

ą

 nerwow

ą

 a 

efektorem okre

ś

la si

ę

 mianem 

SYNAPSY

.

• W zale

ż

no

ś

ci od elementów tworz

ą

cych 

synaps

ę

 wyró

ż

niamy synapsy:

• - nerwowo-nerwowe

• - nerwowo-mi

ęś

niowe.

• W

ś

ród synaps nerwowo-nerwowych wyró

ż

nia 

si

ę

 w zale

ż

no

ś

ci od charakteru styku 

mi

ę

dzyneuronalnego synapsy:

• akso-dendrytyczne
• akso-aksonalne
• akso-somatyczne.

• W skład synapsy wchodzi 

element 

presynaptyczny

(zako

ń

czenia aksonu), 

szczelina 

synaptyczna

oraz 

element postsynaptyczny.

• Do elementu presynaptycznego dociera 

informacja w postaci potencjału 
czynno

ś

ciowego.

• Pod jego wpływem element ten wydziela 

do szczeliny synaptycznej substancje 
chemiczne – tzw. transmitery 
synaptyczne, czyli mediatory.

• Proces ten nosi nazw

ę

 

sprz

ęż

enia 

elektrowydzielniczego

.

background image

2011-04-19

5

• Mediatory te przekazuj

ą

 informacj

ę

 elementowi 

postsynaptycznemu – jest to tzw. 

sprz

ęż

enie 

chemiczno-elektryczne

.

• W wyniku poł

ą

czenia transmitera z receptorem 

elementu postsynaptycznego powstaje potencjał
postsynaptyczny.

• Potencjały postsynaptyczne, w odró

ż

nieniu od 

potencjału czynno

ś

ciowego, nie 

rozprzestrzeniaj

ą

 si

ę

 i s

ą

 stopniowane, co 

oznacza, ze ich amplituda zale

ż

y od nat

ęż

enia 

bod

ź

ca.

• Zł

ą

cze nerwowo-mi

ęś

niowe (płytka motoryczna)

– wyspecjalizowane poł

ą

czenie synaptyczne 

motoneuronu 

α

z włóknem mi

ęś

niowym 

szkieletowym.

• Pojedyncze włókno mi

ęś

niowe jest unerwione 

tylko przez jeden motoneuron 

α

, ale jeden 

motoneuron 

α

unerwia wiele włókien 

mi

ęś

niowych tworz

ą

cych struktur

ę

 zwan

ą

 

jednostk

ą

 motoryczn

ą

.

Dzi

ę

kuj

ę

 za uwag

ę☺