Подразливість у тварин

Тема 6. АДАПТАЦІЇПодразливість у тварин11 клас

Згадайте: Нервова система. Збудження. Нейрон. Нервовий імпульс

Подразливість -це здатність змінювати свою активність під дією подразника. Подразнення- дія подразника. Збудження– це активний фізіологічний процес, який виникає в тканинах під дією подразників, перехід із стану фізіологічного спокою в активний стан Виявляється збудження виникненням потенціалу дії. Збудливість – здатність клітин до збудження. Провідність -здатність проводити хвилі збудження . Рефрактерність – це тимчасове зниження збудливості тканини, яке виникає в результаті збудження. Лабільність –здатність тканин збуджуватися визначену кількість разів за одиницю часу  

Подразливість — здатність організму реагувати на дію подразника (стимулу). Подразниками для тварин можуть бути світло, механічні впливи, температура, сольовий склад води, їжа, вологість, звуки, хімічні речовини та ін.

Збудливі тканини. Усі клітини й тканини мають подразливість – властивість реагувати зміною функцій і структури на зовнішні впливи. Збудливі тканини: нервова, м'язова, залозиста. Збудження – діяльний стан живої структури (клітини, тканини, органа, системи, організму) у відповідь на подразнення. Прояви збудження: специфічні характерні для конкретної тканини (для м'яза – скорочення, нервової тканини – біоструми), неспецифічні характерні для всіх збудливих тканин (зміни концентрації іонів, зміни обміну речовин та енергії, зростання температури тощо).

Потенціал дії (ПД) – це швидке коливання мембранного потенціалу при збудженні клітин подразником порогової сили. Незначний процес переміщення іонів через канали мембрани в місці допорогового подразнення, що призводить до зміни МПС (деполяризації), називається локальною відповіддю. Її особливості:• залежить від сили подразника;• зникає після дії подразника;• здатна до сумації;• не здатна до розповсюдження.

Потенціал спокою (МПС) – це різниця потенціалів між зовнішньою та внутрішньою поверхнями мембрани збудливої клітини, що знаходиться в стані спокою. Зовнішня поверхня має «+» заряд, а внутрішня «-». Усі живі клітини в стані спокою мають поляризовану клітину++++---KNa++

Механізм формування МПС пов'язаний з: Наявністю в мембрані клітини механізмів активного транспорту речовин «натрій-калієвого» насосу. Він створює градієнт концентрації усередині та поза клітиною. Особливостями проникності мембрани клітини в стані спокою - вона більш проникна для іонів К+ та непроникна для іонів Na+. Фізіологічна роль МПС полягає в тому, що МПС є базою, на якій розвивається потенціал дії, тобто ПС забезпечує біологічну властивість - збудливість, тобто готовність до відповіді на подразнення.

Потенціал дії При дії подразника на мембрану виникає деполяризація мембрани тільки в місці подразнення (локальна місцева відповідь). При подальшому посиленні подразнення місцевий потенціал досягає критичного рівня і починається деполяризація всієї мембрани (як вибух) - це процес збудження. Фази ПД Деполяризація (зменшення різниці заряду)Реверсполяризація(перезарядка) Реполяризація(відновлення заряду до МПС)

Механізм розвитку потенціалу діїІонний механізм Основна роль належить іонам Na +, При дії подразника на збудливу клітину :змінюється проникність мембрани для іонів натрію(відкриваються натрієві канали), іони натрію починають за градієнтом концентрації входити всередину клітини,змінюючи знак заряду мембрани на протилежний – всередині клітини стає плюс, назовні – мінус2. Роль Na - К+ насоса ПД порушує іонні градієнти, властиві для спокійної клітини, тому для відновлення іонних градієнтів у фазі реполяризації активується Na - К+ насос, який відновлює іонний склад клітини до вихідного рівня.

Стан мембрани нервового волокна в стані спокою(А) і збудження(В)

Нервові волокна -це відростки нейронів,покриті оболонками. За будовою всі нервові волокна поділяються на: Безмієлінові, вони не мають мієлінової оболонки, тому збудження виникає в любому місці волокна. Мієлінові , вкриті мієліновою оболонкою, яка є електричним ізолятором,мієлінова оболонка переривається перехватами Ранв'є . Перехвати Ранв'є пронизані багаточисельними каналами, не мають мієлінової оболонки, тому в цих оголених від мієліну місцях виникає ПД. 

Си́напс (від грец. synapsis — з'єднання) — це спеціальне з’єднання між двома нейронами або між нейроном і клітиною (наприклад, м’язовою клітиною або клітиною залози), де інформація передається від однієї клітини до іншої. Синапси є фундаментальними одиницями зв’язку в нервовій системі, що дозволяє нейронам спілкуватися один з одним, а також передавати й інтегрувати сигнали по всьому організму.

Мембранний потенціал спокою (МПС)Причини формування МПС:1). Нерівномірний розподіл іонів зовні та всереднині клітини.2). Вибіркова проникність мембрани в стані спокою. М3). Наявність у мембрані клітин спеціальних інтегральних білківпереносників, які здійснюють активний транспорт іонів і виконують рольіонних насосів (наприклад, натрій-калієвий насос). Вони і створюютьконцентраційні градієнти.

1). Нерівномірний розподіл іонів зовні та всереднині клітини.2). Вибіркова проникність мембрани в стані спокою. 3). Наявність у мембрані клітин спеціальних інтегральних білківпереносників, які здійснюють активний транспорт іонів і виконують рольіонних насосів (наприклад, натрій-калієвий насос). Вони і створюють концентраційні градієнти. Причини формування МПС:

ЗБУДЛИВІСТЬ РОСЛИННИХ КЛІТИН Рослина утворює електрохімічні сигнали - потенціали дії,які спроможні поширюватися (подібно до нервових імпульсів) по рослинному організму. Ці потенціали є носіями інформації у внутрішньота зовнішньоклітинному просторі щодо змін у навколишньому середовищі рослини. Реакції рослинних тканин та органів на зовнішні подразнення можуть бути локальними або поширюватися на великі відстані вздовж усієї рослини завдяки плазмодесмам - найдрібнішим цитоплазматичним тяжам, які проходять крізь отвори у клітинних оболонках і з'єднують протопласти сусідніх клітин.

Встановлення рівноважного калієвого потенціалу

Потенціал дії Потенціал дії – це процес зміни трансмембранної різниці потенціалівмайже до зміни її знаку, що відбувається згідно визначенних правил для данної тканини навіть після закінчення впливу подразника. В результаті цього зовнішня поверхня цієї ділянки стає негативно зарядженою по відношенню до сусідніх ділянок мембрани, тоді як його внутрішня поверхня стає позитивно зарядженою по відношенню до сусідніх ділянок мембрани.

Вплив подразника викликає зміни в стані клітинної мембрани, внаслідокчого в ній відкриваються іонні канали, через які в клітину можуть проникатипозитивно заряджені іони, яких є надлишок в оточуючому середовищі. Впершу чергу (в нервових клітинах, скелетних м’язах) відбувається відкриття”швидких” натрієвих каналів (мал. 5). Спочатку іонному потоку в клітинусприяє трансмембранна різниця потенціалів. Такий процес називаєтьсядеполяризацією, оскільки він веде до зниження цієї різниці потенціалів.

Швидкість поширення збудження залежить від багатьох факторів:світловий та водний режими, температура, обробка агрохімічнимипрепаратами (гербіцидами, солями, стимуляторами росту тощо),механічні пошкодження, електромагнітні та гравітаційні поля,травмування з боку комах та тварин.

Типи синапсів. Хімічний синапс. В пресинаптичній частині знаходяться гранулярні та агранулярні пухирці, які містять специфічну хімічну речовину ‑ медіатор. В пресинаптичному розширенні також знаходяться мітохондрії, які забезпечують синтез медіатора, гранули глікогену. Збудження аксону приводить до вивільнення медіатора в синаптичну щілину шляхом екзоцитозу. Медіатор взаємодіє з рецепторами на постсинаптичній мембрані і призводить до відкриття іонних каналів на ній, що викликає генерацію потенціалу дії на постсинаптичній мембрані, і подальшу його передачу по клітині.

Типи синапсів. Електричні синапси представляють собою злиття, або зближення, ділянок мембрани. Електричним синапсам притаманне однобічне проведення збудження. Функція електричних синапсів полягає насамперед в забезпеченні термінових реакцій тварин. Електричні синапси порівняно повільно втомлюються, є стійкими до змін зовнішнього та внутрішнього середовища, і відрізняються високою надійністю.