Fiziologia ţesuturilor Fiziologia ţesuturilor excitabileexcitabile
ExcitabilitateaExcitabilitatea este capacitatea de-a răspunde la este capacitatea de-a răspunde la excitaţie în mod specializat, orientat, cu o viteză excitaţie în mod specializat, orientat, cu o viteză
maximă.maximă.Excitabilitatea, metabolizmul şi reproducerea sunt Excitabilitatea, metabolizmul şi reproducerea sunt
ptoprietăţi biologice fundamentale.ptoprietăţi biologice fundamentale.
ExcitaţiaExcitaţia este un fenomen biologic complicat care se este un fenomen biologic complicat care se caracterizează prin modificarea proceselor caracterizează prin modificarea proceselor
metabolice şi termogenice, prin depolarizarea metabolice şi termogenice, prin depolarizarea temporară a membranei celulare şi alte manifestări temporară a membranei celulare şi alte manifestări
fiziologice şi biofizice specifice.fiziologice şi biofizice specifice.
Ţesuturi excitabileŢesuturi excitabile sunt: sunt:a)a)Ţesutul nervos;Ţesutul nervos;
b)b)Ţesutul muscular;Ţesutul muscular;c)c)Ţesutul glandular.Ţesutul glandular.
Restul ţesuturilor posedă capacitatea de-a reacţiona la Restul ţesuturilor posedă capacitatea de-a reacţiona la acţiunea stimulurilor prin modificări structurle şi acţiunea stimulurilor prin modificări structurle şi
fizico-chimicefizico-chimice
ExcitanţiiExcitanţii
• 1)fizici (mecanici, termici, electrici, sonori etc.);
• 2) chimici ( acizi, alcaline etc.)
• 3) fizico-chimici ( pH, presiune osmotică etc.)
• 4) adecvaţi
• 5) neadecvaţi
Legele generale ale excitabilităţiiLegele generale ale excitabilităţii
• Intensitatea pragală a excitantului• Modificări membranare locale în răspuns la
stimularea subliminală• Reacţia maximală la intensitatea pragală• Perioada de latenţă• Bruscheţa creşterii intensităţii stimulului-
fenomenul de acomodare• Densitate pe unitate de suprafaţă• Modificări de excitabilitate
MMembrana celulară embrana celulară este o structură care este o structură care delimitează două compartimente- compartimentul delimitează două compartimente- compartimentul
extracelular şi compartimentul intracelularextracelular şi compartimentul intracelular
• Rolul membranei celulare:
• Transmitere de informaţie;
• Transport selectiv de substanţe;
• Diferenţa de potenţial.
Funcţiile membraneiFuncţiile membranei(după I. Haulică,2007, modificat)(după I. Haulică,2007, modificat)
• Asigurarea distribuţiei asimetrice a componentelor ionice;
• Transfer de informaţie intra- şi intercelulară;• Rol de apărare şi secreţie prin fagocitoză, end-
şi exocitoză;• Rol în recunoaştere intercelulară şi apărarea
imunitară;• Reglarea şi limitarea creşterii organelor;• Roluri metabolice intracelulare (energia ATP);• Adezivitatea şi relaţiile intercelulare;• Participarea la mecanismele etiopatogenice.
Transportul membranarTransportul membranar
1. Sistemele de microtransporta) Transport pasivDifuziune simplăOsmoză (difuziune acquadependentă)Echilibrul Donnanb) Transport activÎn contragradient de concentraţiePrin translocare de grup
Transportul membranarTransportul membranar
2. Sistemele de macrotransport
endicitoza
exocitoza
transcitoza sau citopemsisi
coloidopexia
rofeocitoza
Transportul prin difuziuneTransportul prin difuziune
Rata de difuziune- Valoarea diferenţei de concentraţie;- Permiabilitatea membranei pentru
substanţele de difuzie;- Temperatura soluţiei;- Suprafaţa membranei pentru difuziea) Difuziune liberă;b) Difuziune mediată (fascilitată)
Fig.I.1. Diverse forme de pasaj al substanţelor din exteriorul, în interiorul celulei.A – Pasajul direct al substanţei (S), prin intermediul transportorului (T)B – Pasajul substanţei (S), prin traversarea unui canalC – Pasajul substanţei (S), prin pinocitoză
Transportul prin osmozăTransportul prin osmoză
• M= Pos [a(H2O)e - a(H2O)i] unde a(H2O)e şi a(H20)i reprezintă activitatea
termodinamică a apei pe suprafaţa extra~ şi intracelulară a membranei, iar Pos este permeabilitatea osmotică a membranei.
- Permeabilitatea selectivă
- Substanţe osmotic active
- Presiunea osmotică
Transportul condiţionat de Transportul condiţionat de echilibrul Donnanechilibrul Donnan
ACl
BCl
BNa
ANa
Fig.I.2. Structura proteică a pompei Na+-K+-ATP-ază, încorporată în mem-brana celulară. Subunitatea α constituie sistemul antiport.
Fig.I.3. Modelul reprezen-tativ al funcţionării pom-pei Na+K+-ATP-aza. Lini-ile continue indică direcţia transportului activ, iar lini-ile întrerupte indică direcţia transportului pasiv (difu-ziunea).
Fig.I.4. Transportul activ secundar. Majus-culele indică concentraţia mare, comparativ cu cea din fluidul contralateral.
Fig. I.10. Potenţialul de acţiune.A – sistemul de înregistrare; B – valorile determinate
Fig.I.11. Variaţiile conductanţei membranare pentru Na+ şi K+ pe parcursul potenţialului de acţiune. gNa+ atinge maximum în prima milisecundă a apa-riţiei depolarizării; creşterea tardivă a gK+ este responsabilă de repolarizare.
Fig.I.12. Relaţiile de feedback pozitiv, între depolarizarea membranei şi creşterea permeabilităţii pentru Na+, în faza de depolarizare a potenţialului de acţiune.
Fig. I.13. Potenţialul de acţiune în neuron.a – răspunsul local; b – postpotenţialul negativ; c – postpotenţialul pozitiv
Fig. I.14. Modificările potenţialului mem-branar, ca răspuns la acţiunea stimulului electric. Stimulii subliminari (4) provoacă apariţia răs-punsului local (1). Stimulul liminal (3) şi su-praliminal (5) provoacă apariţia potenţialului de acţiune (2) cu amplitudine stabilă. 6 – valoarea potenţialului membranar de repaus; 7 – pragul de excitaţie.
Fig.I.15. Frecvenţa potenţialelor de acţiune ca răspuns la intensitatea stimulării.Înregistrarea este efectuată pe o singură fibră sensitivă a nervului sciatic de broască, în timpul extinderii muşchiului gastrocnemian cu diferite greutăţi (1-1 mg; 2-2 mg; 3-5 mg; 4-10 mg; 5-20 mg; 6-50 mg). Cu creşterea sarcinei se măreşte frecvenţa potenţialelor de acţiune, fără modificarea amplitudinii.
Fig. I.16. Curba intensitate-timp.A-B – reobaza; C – timpul util, D-E – reobaza dublă, F – cronaxia
Fig. I.17. Perioada refractară absolută (1) şi refractară relativă (2).Pentru provocarea potenţialului de acţiune, în perioada refractară relativă, intensitatea stimulilor secundari este mai mare, comparativ cu stimulul primar.
Fig.I.18. Potenţialul de acţiune, conductanţa membranară şi excitabilitatea.• depolarizarea membranară şi perioada refractară absolută: activarea ra-pidă şi
inactivarea conductanţiei sodice (gNa+);• repolarizarea membranară şi perioada refractară relativă: augmentarea foarte tardivă
şi foarte lentă a conductanţei potasice (gK+);• postpotenţialele: faza hiperexcitabilităţii (perioada supranormală), prin re-tenţia
polarizării corespunde efluxului incomplet a ionilor Na+; faza hipo-excitabilităţii (perioada subnormală) rezultă din influxul foarte lent a ionilor K+.