470 likes | 762 Vues
Biologick membrna. Predpokladem k pochopen vzniku klidovho i cinnostnho napet je znalost struktury a vlastnost biologick membrny. Jejm zkladem je elektricky nevodiv tenk dvojvrstva (6-8 nm) molekul fosfolipidu. Do tto membrny jsou zabudovny makromolekuly blkovin, kter pln ruzn
E N D
1. Prednky z lkarsk biofyzikyLkarsk fakulta Masarykovy univerzity v Brne Biologick membrny a bioelektrick jevy
2. Biologick membrna Predpokladem k pochopen vzniku klidovho i cinnostnho napet je znalost struktury a vlastnost biologick membrny.
Jejm zkladem je elektricky nevodiv tenk dvojvrstva (6-8 nm) molekul fosfolipidu. Do tto membrny jsou zabudovny makromolekuly blkovin, kter pln ruzn funkce. Z hlediska elektrickch jevu jsou zcela podstatn dva druhy, kter podle jejich funkce budeme oznacovat jako kanly a prenaece. V obou prpadech se jedn o transportn mechanizmy, umonujc prenos iontu pres nevodivou fosfolipidovou membrnu.
3. Bioelektrick jevy Elektrick signly hraj klcovou roli pri rzen vech ivotne duleitch orgnu. Zabezpecuj rychl prenos informac v organismu. r se vlkny bunek nervovho systmu i svalovmi bunkami, kde spoutej retezec deju, vedouc k jejich kontrakci. Jsou zahrnuty v zkladnch mechanizmech funkce smyslovch a jinch orgnu.
Vznikaj na bunecn rovni v membrnovch systmech, jejich ren je doprovzeno vznikem elektromagnetickho pole vokolnm prostred.
Registrace elektrickch nebo magnetickch signlu na povrchu tela je podstatou vznamnch klinickch diagnostickch metod.
4. Struktura membrny
5. Kanly Zkladnm mechanizmem, kter umonuje vmenu iontu mezi vnitrnm a vnejm prostredm bunky, jsou membrnov kanly. Jsou to blkovinn molekuly, avak na rozdl od prenaecu, kter maj pevn vazebn msta pro prenen ionty, vytvrej v membrne pry prostupn pro vodu. Otevrn a uzavrn techto kanlu (vrtkovn) se mue dt nekolika mechanismy. Vedle elektrickho je vrtkovn nekterch kanlu ovldno jinmi podnety (chemickou vazbou ltek, mechanickm napetm aj.).
Pruchod iontu celm kanlem nelze povaovat za volnou difuzi. Vetina kanlu je toti charakterizovna vet ci men mrou selektivity v propustnosti iontu. V tomto smyslu hovorme o sodkovch, draslkovch, vpnkovch nebo chloridovch kanlech.
Transport iontu kanly nevyaduje dodn energie.
6. Elektrick a chemick vrtkovn
7. Prenaecov systmy V membrnch bunek bylo odhaleno vce prenaecovch systmu. Jeden z nich, oznacovan jako sodkov-draslkov pumpa (Na/K pumpa) m vak pro vytvoren podmnek vzniku membrnovho napet zcela zkladn vznam. Vytesnuje Na-ionty z bunky vmenou za K-ionty a tm zajituje, e koncentrace obou zcastnench iontu v intracelulrnm a extracelulrnm prostred (budeme je znacit [Na+], [K+] a odlime je indexy i, e) jsou rozdln, pricem plat:
8. Princip sodkov-draslkov pumpy
9. Funkce biologickch membrn Tvor rozhran mezi bunkami i uvnitr bunek.
Udruj stl chemick sloen uvnitr ohranicench prostoru, a to selektivnmi transportnmi mechanismy.
Jsou prostredm pro rychlou biochemickou transformaci pomoc enzymovch systmu.
Specifick struktura a selektivn iontov propustnost je zkladem bioelektrickch jevu
29. Cinnostn (akcn) potencil Pojmem cinnostn potencil oznacujeme rychlou zmenu klidovho membrnovho napet vzniklou po nadprahovm podnetu a rc se do okolnch okrsku membrny
Tato napetov zmena je spojena s prudkou zmenou propustnosti kanlu pro sodn a draseln ionty
Cinnostn potencil mue bt vyvoln elektrickmi nebo chemickmi podnety, vedoucmi k mstnmu snen klidovho membrnovho napet
30. Mechanismus sputen cinnostnho potencilu
34. Cinnostn potencil Zmeny v rozloen iontu, k nim dochz v dusledku cinnostnho potencilu, jsou vyrovnvny cinnost iontovch pump (aktivnm transportem)
Cinnostn potencil patr k jevum oznacovanm jako ve nebo nic. Takov jev m vdy stejnou velikost. Zvyovn intenzity nadprahovho podnetu se proto projev nikoliv zvenm amplitudy cinnostnho potencilu nbr zvenm jeho frekvence
36. ren cinnostnho potencilu
38. Prklady cinnostnch potencilu
40. Definice Synapse prestavuje specifick spojen mezi nervovmi bunkami navzjem a mezi nervovmi a jinmi clovmi bunkami (napr. svalovmi), umonujc prenos cinnostnch potencilu
Rozliujeme:
synapse elektrick tesn spojen dvou bunek pomoc iontovch kanlu, umonujc rychl oboustrann prenos vzruchu
synapse chemick - jsou castej, jsou vzny na specifick struktury a zajituj jednosmern prenos vzruchu
44. Synaptick meditory (neurotransmitery) Meditorem excitacnch synaps je nejcasteji acetylcholin (v nervosvalovch plotnkch a CNS) a kyselina glutamov (v CNS). Obe ltky pusob jako vrtkovac ligandy predevm pro sodkov kanly. Prunik sodnch iontu do bunky vyvol potencilovou zmenu membrny v kladnm smyslu depolarizace membrny (excitacn postsynaptick potencil).
Meditorem inhibicnch synaps v mozku je kyselina gama-aminomseln (GABA). Pusob jako vrtkovac ligand chloridovch kanlu. Chloridov ionty vnikl do bunky vyvolaj potencilovou zmenu membrny v zpornm smyslu, jejm dusledkem je hyperpolarizace membrny (inhibicn postsynaptick potencil)
47. Shrnut Elektrick jevy na biologickch membrnch maj rozhodujc vznam pro funkci vzruivch tkn
Klidov membrnov potencil (fyziklne sprvne: membrnov napet) je dusledkem nerovnomernho rozloen iontu na obou stranch membrny.
Toto je udrovno dvema zkladnmi mechanismy: selektivne propustnmi kanly a prenaecovmi systmy. Oba systmy jsou blkovinn povahy
Zmeny membrnovho napet po podrden oznacujeme jako cinnostn (akcn) potencil
Membrna prochz po podrden dvema fzemi: depolarizac spojenou s vtokem sodnch iontu do bunky a nslednou repolarizac spojenou s vtokem draselnch iontu z bunky
V refraktern fzi je membrna bud zcela nebo cstecne nedrdiv
Synapse predstavuje msto spojen dvou bunek, umonujc prenos cinnostnho potencilu