Ақпарат

Потенциалдан кейінгі теріс және оң деген не?

Потенциалдан кейінгі теріс және оң деген не?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Деполяризациядан кейін: - баяу реполяризация фазасы, өсу потенциалының жылдам төмендеуінен кейін және RMP деңгейіне жетуге дейін созылады. фазасы деп аталады потенциалдан кейін теріс және шамамен 4 мс созылады.

Демалыс деңгейіне (-70 мВ) жеткеннен кейін потенциал одан әрі төмендейді және теріс болады (-72 мВ). Бұл фаза деп аталады. гиперполяризациядан кейін немесе потенциалдан кейінгі оң фаза.

Оларды потенциалдардан кейін теріс және оң деп атау себебі неде?

Менің әрекетім: Менің ойымша, біз оларды ток бағытына қарай атаймыз, яғни деполяризациядан кейін мембрана потенциалы одан әрі теріс болады, сондықтан потенциалдан кейін атау теріс, ал гиперполяризациядан кейін мембрана потенциалы гиперполяризациядан тыныштық күйіне өтеді. күй, сондықтан ол потенциалға байланысты оң деп аталады.

Мен дұрыс па?


Дереккөз: Физиология оқулығы


Иә, дұрыс айтасыз. Теріс ток аксонды гиперполяризациялайды, ал оң ток оны гиперполяризацияланған күйден бастапқы деңгейге қайтарады.

Олар көбінесе иондар ағынының бағытына байланысты ішкі/сыртқы (тиісінше теріс/оң) токтар деп аталады. Оң/теріс иондарды көре бастағанда бұл одан әрі күрделене түседі.

Ішкі токтар - бұл +ve зарядының түсуі немесе -ve зарядының шығуы. Сыртқы токтар керісінше.


Оң және теріс кейінгі кескіндер

Шон – әлеуметтану мен далалық зерттеулерде тәжірибесі бар фактілерді тексеруші және зерттеуші.

Кейінгі кескін – нақты кескіннің экспозициясы аяқталғаннан кейін де кескін қысқа уақытқа көрінуін жалғастыратын оптикалық иллюзияның түрі. Сіз бұл әсерді бірнеше рет байқаған боларсыз.

Егер сіз ұзақ уақыт бойы белгіленген нүктеге қарап тұрып, содан кейін кенеттен көзқарасыңызды басқа жаққа ауыстырсаңыз, онда сіз бастапқы ынталандыруды көруді жалғастырған қысқаша кескін әсерін байқаған боларсыз. Кейінгі кескіндер деген не және олардың неліктен пайда болатыны туралы көбірек біліңіз.


ЖҰЛДЫН МОТОНЕЙРОНДАРЫНДАҒЫ ТОҚТЫН, КЕЙІНГІ ӘЛЕУЕТТЕРДІҢ, ҚОЗҒАНДЫҚТЫҚ ЖӘНЕ ВЕНТРАЛДЫҚ ТҮБІРДІҢ ЭЛЕКТРОТОНУСЫ

Жұлын көлемді өткізгіш болып табылады. Потенциалды өзгерістер тек ток ағыны ретінде ғана жазылады. Потенциалдан кейінгі кезеңде ток белсенді нейрондардың әртүрлі нүктелерінде кейінгі поляризация әр түрлі болған жағдайда ғана маңызды тығыздықта өтеді. Осылайша, көлемдегі кейінгі потенциалдар жазылмайды, ал кейінгі потенциалдардағы айырмашылықтардың нәтижесі ретінде анықталған кейінгі токтар жазылуы мүмкін. Потенциалдан кейінгі кезеңдердегі өлшенетін қозғыштық өзгерісі, егер ток ағындары болмаса, сыналған аймақтағы ішкі поляризация күйінің өзгеруінің жуықтауы ретінде қарастырылуы мүмкін. Ағымнан кейінгі ағын болған жағдайда қозғыштық өзгерісі ток ағынына байланысты ішкі өзгерістер мен сыртқы өзгерістердің қосындысына жуықтайды. Ағымдағы ағынның айырмашылығынан кейін потенциалдар агент ретінде әрекет етеді, ал нейронның бір бөлігіндегі оқиғалар басқа бөліктердің қозғыштығын анықтауға көмектеседі. Интрамедуллярлық кейінгі ток ағыны соманың кейінгі потенциалы болмағандықтан, аксональды токтан кейінгі ағынның нәтижесінде пайда болатын вентральды түбірлік электротонусты соматикалық кейінгі потенциалдың аналогы деп санауға болмайды. Сомалар мен аксондар арасындағы токтан кейінгі ағындар антидромдық воллейканы өткізгеннен кейін. Тіркелген потенциалдық өзгерістердің белгілеріне сәйкес кейінгі ағын бастапқыда және шамамен 45 мсек. соматадан аксондарға қарай бағытта болады. Содан кейін және шамамен тағы 75 мсек. үшін ағынның бағыты кері өзгереді. Антидромдық өткізгіштіктен кейінгі ток ағыны кезеңінде көрші мотонейрондардың қозғыштығы кейінгі ағынның фазаларын қайта тудыратындай өзгереді. Бастапқы кезең, депрессияны алғаш рет Реншоу сипаттаған. Вентральды түбір талшықтарының кейінгі потенциалдары зерттелді. Бір әрекетте және әдеттегі пішінде олар айтарлықтай шамадағы және шамамен 35 мсек болатын теріс потенциалдан тұрады. ұзақтығы және оң кейінгі потенциал шамамен 120 мсек. Нұсқалар мен температураның өзгеруінің әсері сипатталған. Вентральды түбірлік аксондардың қалпына келтіру циклі жалпы потенциалдан кейінгі циклмен салыстырылады. Интрамедуллярлық қозғалтқыш аксондарын қалпына келтіру олардың вентральды түбір талшықтары ретіндегі экстрамедуллярлық проекцияларынан кейінгі токтың интрамедуллярлық ағынына жауап беретін түрде ерекшеленеді. Мотонейрон соматасының ішкі қалпына келтіру процесі ток ағыны болған кезде өлшенбейтіндіктен, оны белгілі ток ағындарының әсерінен байқалған қалпына келтіруді түзету арқылы бағалау керек. Бұл орындалған кезде нәтиже қарапайым түрде 60 мсек созылатын субнормальдықтың бір фазасы арқылы рефрактерліктен ішкі соматикалық қалпына келтіруді қамтамасыз етеді. Антидромдық вентральды түбірлік электротонустың салыстырмалы түрде бұрмаланбаған жазылу шарттары сипатталған. Олар проксимальды вентральды түбірлік электрод 12 мм шегінде болуы керек деген ережелерді қамтиды. түбірлік сымның түйісуінен және дистальды электрод 30 мм-ден астам жерде орналасуы керек. вентральды түбірдің дистальды кесілген ұшынан. Антидромдық вентральды түбірлік электротонус - аксондардың интрамедуллярлық созылуындағы ток ағындарының контракті. Бастапқыда интрамедуллярлық аксондардың метадромальды позициясының фазасында электротонус теріс болады. Ауытқулар кезеңінде Sp-An, бұл аксондарға кейінгі ток ағынын білдіреді, электротонус оң. Соңында ауытқулар кезеңінде Sn-Ap, бұл интрамедуллярлық аксондық мембраналар арқылы сыртқа қарай ағынды білдіреді, электротонус теріс. Вентральды түбірлік электротонустың уақыт курсын генерациялайтын интрамедуллярлық токтардан айтарлықтай өзгеше ету үшін электротоникалық көрініс жеткіліксіз.


МАТЕРИАЛДАР МЕН ТӘСІЛДЕР

Жасушалар, реактивтер және плазмидалар

Адамның эмбриондық бүйрегі (HEK) 293 Т-клеткалары ATCC (Manassas, VA) алынды және DMEM (GIBCO-BRL, Gaithersburg, MD) құрамында 10% космикалық бұзау сарысуымен (Hyclone Laboratories, Logan, UT), 1% толықтырылды. пенициллин/стрептомицин, 1% l -глутамин және 100 мкг/мл геницитин. HAb2 жасушалары HEK 293T жасушаларымен бірдей ортада өсірілді, тек геницитин алынып тасталды. Huh7.5 жасушаларын доктор Си Райс (Рокфеллер университеті, Нью-Йорк, Нью-Йорк) қамтамасыз етті және 10% ұрықтың ірі қара сарысуымен (Hyclone Laboratories), 1% маңызды емес аминқышқылдарымен және 1% пенициллин/стрептомицинмен толықтырылған DMEM-де өсірілді. Поли- l-лизин, хлорпромазин (CPZ), және n-пропил галлат Sigma Chemical Co. (Сент-Луис, МО) сатып алынды. Флуоресцентті липофильді бояу, DiD, Invitrogen (Карлсбад, Калифорния) компаниясынан сатып алынды.

Тышқан лейкозы вирусын (MLV) Gag-Pol және Gag-жасыл флуоресцентті протеинді (GFP) экспрессиялайтын векторларды доктор В. Мотес (Йель университеті, Нью-Хейвен, КТ) ілтипатпен қамтамасыз етті. SFV E1/E2 экспрессиясы үшін SFV-pCB3-wt векторын доктор М.Кильян (Альберт Эйнштейн медицина колледжі, Бронкс, Нью-Йорк) қамтамасыз етті VEEV E үшін pCDNA VEEd5 2 векторын доктор Р.Дэйви (Университет) қамтамасыз етті. Техас медициналық филиалының, Галвестон, Техас штаты) pHEF-VSVG Ұлттық денсаулық сақтау институтының (NIH) СПИД-ті зерттеу және анықтамалық реагент бағдарламасымен қамтамасыз етілген.

Жасуша-жасуша синтезінің электрлік өлшемдері

Эффекторлық жасушалар ретінде біз SFV E1/E2, Венесуэла энцефалит вирусын (VEEV E) немесе везикулярлы стоматит вирусын (VSV G) экспрессиялау үшін стандартты кальций фосфаты әдісімен HEK 293T жасушаларын трансфекцияладық (Самсонов). т.б., 2002). HAb2 жасушалары SFV және VEEV эффекторлық жасушалары үшін мақсат ретінде пайдаланылды. Huh-7,5 жасушалары, адамның гепатомасының жасушалық желісі (Blight т.б., 2003), VSV G үшін мақсатты жасушалар ретінде пайдаланылды. Эффектор жасушалары CaAM (1,3 мкм) жүктелген мақсатты жасушалар таңбаланбаған. Осылайша оларды флуоресценция арқылы оңай ажыратуға болатын. Эффектор мен мақсатты жасушалар араласып, эксперименттік камераға орналастырылды. Шомуға арналған ерітінді (мМ) 150 болды Н-метилглюкамин аспартаты, 5 мгКл2, және 2 Cs-HEPES, рН 7,2. Бір эффекторлық ұяшықпен байланыстырылған мақсатты ұяшық анықталды және патч қысқышы (Axopatch 200A, Axon Instruments, Foster City, CA) бүкіл ұяшық конфигурациясының кернеуі -40 немесе +40 мВ мәніне орнатылды және синтез кеуектерінің қалыптасуы мен өсуі анықталды. бұрын сипатталғандай сыйымдылықты өлшеу арқылы (Маркосян т.б., 2007). Таңдалған эффектор мен мақсатты жасуша жұптары арасындағы синтез қышқыл ерітіндінің шағын көлемін (рН 5,7) жасуша жұбының айналасында 1 минут бойы жергілікті қолдану үшін жақын орналасқан микропипетка арқылы іске қосылды. Бұл микропипетта төрт бөлек арна бар (барлық тамшуыр үшін 150 мкм диаметрі Bioscience Tools, Сан-Диего, Калифорния, бұл таңдалған ұяшықтарға төрт түрлі шешімге дейін қолдануға мүмкіндік береді.) Фокусталған инфрақызыл лазердің көмегімен синтез жылдам іске қосылды. температураны SFV E1/E2 үшін 32°C және VEEV E және VSV G үшін 37°C дейін көтеру (бөлімді қараңыз) Вирус-жасуша синтезі температураны бақылау мәліметтері үшін).

Жұқпалылықты анықтау

Псевдовирустың әрбір түрі үшін мақсатты жасушаны таңдауды оңтайландыру үшін бірнеше түрлі мақсатты жасушалар үшін инфекциялық титрлер анықталды. Жұқпалылықты өлшеу үшін псевдовирус стандартты кальций фосфаты әдісімен дайындалды, ол 293Т жасушаларын құрамында SFV, VEEV немесе VSV синтез ақуызына арналған гені бар плазмидпен және адам иммун тапшылығы вирусы (АИТВ) гені бар плазмидпен трансфекциялау арқылы жасалды. люцифераза гені орналастырылды неф сипатталғандай орын (Коннор т.б., 1995 Ол т.б., 1995 HIV luc, NIH AIDS зерттеу және анықтамалық реактив бағдарламасынан алынған). Екі плазмида 1:1 қатынасында, әрқайсысынан 3 мкг, 35 мм ыдыстардағы жасушаларға қосылды. Трансфекциядан кейін екі күн өткен соң, медиа (жалған типті вириондар бар) жиналды, 1:10 сұйылтылған және мақсатты жасушаларға қосылды. Инфекцияның 2 күн бойы жалғасуына мүмкіндік бергеннен кейін жасушалар лизиске ұшырады және люцифераза белсенділігі Люцифераза талдау жүйесі (Promega, Madison, WI) және пластинаны оқу құралы (Wallac 1420 көптаңбалы есептегіш, Perkin Elmer-Cetus, Boston, MA) арқылы өлшенді. Үш синтез белоктарының әрқайсысы үшін псевдовирустың жасушаларға қосылуының кернеуге тәуелділігін зерттеу үшін люциферазаның ең жоғары белсенділігін көрсететін мақсатты жасуша түрі қолданылды.

Фьюжн эксперименттеріне вирусты дайындау

Псевдотиптелген вирустық бөлшектер конверттегі синтез ақуызы ретінде SFV E1/E2, VEEV E немесе VSV G және өзегі ретінде MLV Gag-Pol плюс Gag-GFP арқылы дайындалды. Бұл псевдовириондар кальций фосфаты әдісімен, MLV Gag-Pol (18,5 мкг), MLV Gag-GFP (6,25 мкг) бар 293Т жасушаларын (10 см культуралық ыдыстарда 60-70% қосылған) котрансфекциялау арқылы дайындалған. құрамында синтездік ақуыз бар плазмид (25 мкг). [MLV Gag-GFP псевдовирус ішінде кішірек (~37 кДа) нуклеокапсид-GFP (Маркосян) ішіне бөлінеді. т.б., 2005 Мияучи т.б., 2009).] Трансфекциядан кейін бір күннен кейін 293T жасушаларының мембраналары 2,5 мкм DiD бар Opti-MEM (GIBCO-BRL) ішінде жасушаларды 3 сағат бойы 37°C температурада инкубациялау арқылы DiD, флуоресцентті липидпен белгіленді. Жасушалар жуылып, қалыпты өсу ортасына қайтарылды. Трансфекцияның екінші күні орталар жиналды, центрифугаланды және 0,45 мкм сүзгіден өтті. Бұл материал кішкене аликвоттарға бөлініп, -80°C температурада сақталды. Әрбір аликвот тек бір рет ерітілді. Әдеттегі SFV E1/E2 және VSV G вирустық препараттары үшін таңбаланған вириондардың ~30% қос таңбаланған, ал флуоресцентті бөлшектердің қалған 70% бояғыштардың біреуін ғана көрсетті. VEEV E үшін вириондардың ~15–20% қос таңбаланған.

Вирус-жасуша синтезі

Бұрын сипатталғанға ұқсас стратегиялар мен процедуралар псевдовириондардың мақсатты жасушаларға қосылуын бақылау үшін пайдаланылды (Маркосян т.б., 2005). Қажетті синтез ақуызы бар псевдовирустар, конверттегі DiD және GFP белгісі бар MLV Gag өзегі 4°C температурада 2 сағаттық спинокуляция арқылы полилизинмен қапталған жабынға жабыстырылды. Байланбаған вирусты жуғаннан кейін мақсатты жасушалар қосылды және псевдовириондардың үстіне 15°C температурада ~30 минут бойы жабыстырылды. Әдетте, әрбір ұяшық DiD және GFP екеуі таңбаланған ~5-10 вирионмен байланыста болды. Бұл орналасу жалған вирустарды иммобилизациялайды және оларды бір фокус жазықтығына орналастырады, бұл жеке вириондарды және олардың бірігуін анық анықтауға мүмкіндік береді. Тәжірибелік камераның түбін құрайтын жылуды сіңіретін (яғни, ИҚ адсорбциялайтын) шыныға жабын қойылды. Камера микроскоптың сахнасына қойылды. Эксперименттік камерадағы ерітінді 12°C температурада Peltier бақылауымен (20/20 Technology, Wilmington, NC) ұсталды. Ол (мМ) 150-ден тұрды Н-метилглюкамин аспартаты, 5 мгКл2, 2 Cs-HEPES (рН 7,2) және 1 n- фотоағартуды азайту үшін пропил галлат. Патч тамшуырлары 155 Cs глутаматпен, 5 MgCl толтырылды (мМ).2, 5 1,2-бис(2-аминофенокси)этан-N, N, N, N-тетрасірке қышқылы және 10 Cs HEPES (рН 7,4). Төрт арналы тамшуырдың бір арнасы арқылы рН 5,7 ерітіндісінің 30 секундтық импульсі (сонымен бірге ~12°C) ұяшықтардың үстінен жеткізілді. Осы арқылы бейтарап рН ерітіндісі уақытша қышқылмен ығыстырылды. Біріктіру жасушаларды IR лазерімен жарықтандыру арқылы іске қосылды. сипатталғандай (Меликян т.б., 2000a), лазер жылуды сіңіретін шынының ~300 мкм диаметрлі аймағын жарықтандырды және осылайша қызықтыратын ұяшықтарды қоршап тұрған ерітіндінің температурасын көтерді. Компьютермен басқарылатын кері байланыс арқылы температура батырылған миниатюралық термистор арқылы өлшенген 2 секунд ішінде 37°C дейін көтерілді. Температура 37°С-қа жеткен сәт ретінде уақыт = 0 деп анықтаймыз және бұл уақытты синтездің белсендіру сәті деп атаймыз.

Вирус жасушаларының бірігуі UPlanApo 60×/1,20 NA суға батыру объектісін пайдаланып, лазерлік сканерлеу конфокальды Fluoview 300 микроскопымен (Olympus America, Melville, NY) бейнеленді. Gag-GFP және DiD сәйкесінше 488 нм аргон және 632 нм HeNe лазерімен бір уақытта қоздырылды. Суреттер 10 с/кадрда жиналды, кейінірек желіден тыс талданды. Жасушамен байланысқан барлық флуоресцентті бөлшектер визуалды түрде тексерілді және екі флуоресцентті бояғыштармен белгіленген вириондар талданды. Біріктірілген (яғни, DiD және GFP шығарылған), тек жартысы бар (яғни, тек DiD шығарылған) немесе манипуляцияға жауап бермейтін вириондар талдаулар үшін топтарға бөлінді. Құрамында SFV синтез ақуызы бар псевдовирус үшін VEEV және VSV синтез ақуызы бар вирусқа мақсат ретінде HEK 293T жасушаларын (жасуша-жасуша синтезіндегі HAb2 жасушаларынан гөрі) пайдаландық, мақсат ретінде Huh-7.5 жасушалары пайдаланылды. VEEV E үшін жасуша-жасуша бірігуінің және псевдовирус-жасуша синтезінің төменгі дәрежелері орын алды. Бұл синтез ақуызының экспрессия деңгейлері SFV E1/E2 және VSV G-ге қарағанда төмен болуы мүмкін.

Суық қамауға алынған кезеңді құру

CAS синтезінің аралық өнімі (суық ұсталған кезең) 12°C температурада 30 секунд ішінде жасушалардың айналасына рН 5,7 ерітіндісін (вириондармен байланысқан) жергілікті қолдану арқылы жасалды, содан кейін рН 7,4, сонымен қатар 12°C-де қайта бейтараптандыру. CAS жасағаннан кейін шарттар көрсетілгендей әр түрлі уақытта өзгертілді. Өзгерістер синтезді индукциялау үшін температураны 37°C дейін көтеру, CPZ қосу және мақсатты жасуша мембранасы арқылы ұстау потенциалының полярлығын өзгерту болды. CPZ тамшуыр арнасы арқылы қызығушылық ұяшықтарына жергілікті түрде қолданылды.

Статистикалық талдау

Әртүрлі жағдайларда таралатын DiD гистограммалары (5-суретті қараңыз) χ 2 -анализі арқылы салыстырылды. 12 гистограмманың әрқайсысы үшін (үш вирус, әр вирусқа төрт гистограмма, әрқайсысы +40 немесе -40 мВ үшін гемифузияны немесе синтезді көрсетеді) алғашқы 15 уақыт шеңбері барлық дерлік оқиғаларды қамтыды және бұл кадрлар салыстыру үшін пайдаланылды. Екі түрлі гистограмманы салыстыру үшін 2 × 15 кесте (екі шарт, 15 уақыт шеңбері) құрылды және χ 2 мәні есептелді. Статистикалық мәнді алу үшін Холм-Бонферрони сынағы қолданылды (бірнеше гистограммалар жұптары салыстырылғандықтан басқаша енгізілетін ауытқуларды болдырмау үшін), б, бұл кезде нөлдік гипотезаны жоққа шығаруға болады. Нөлдік гипотеза әрқашан екі гистограмманың статистикалық эквиваленттілігі ретінде қабылданады және p < 0,05 болған жағдайда ғана қабылданбады.

Жеке вириондардан +40 және -40 мВ-та DiD таралу уақытының курстары жеке вириондардың орташа флуоресценция профильдерін пайдалану арқылы салыстырылды. Әрбір профиль әрбір вирус және жағдай үшін флуоресценцияның төмендеуі басталғанға дейінгі соңғы кадр ретінде анықталған нөлдік уақыт нүктелерін бірінші ретке келтіру арқылы жасалды. Жартылай бөлінетін вирионның әрбір түрі үшін флуоресценция профилін алу үшін жеке вириондардың реттелген флуоресценция қарқындылығы алғашқы 18 кадрда орташаланған. SFV E1/E2 және VSV G үшін хронологиялық ретпен реттелген алғашқы 50 вирион профильді генерациялау үшін әрбір кернеу үшін жартылай пайдаланылған. Деректер жинағы VEEV E үшін оң потенциалдар кезінде кішірек болды және мұнда талдау үшін барлық 44 гемифирленген вириондар пайдаланылды. +40 және −40 мВ флуоресценция профилін салыстыру үшін, a т тест көп салыстыру түзетуін қамтамасыз ету үшін Холм-Бонферрони процедурасын қолданып, әр уақытта жұп ұпайларға қолданылды. Уақыт профильдері арасындағы орташа айырмашылық үшін 0,05% сенімділік интервалы есептелді. Барлық статистикалық талдаулар MatLab 7.0.1 (MathWorks, Natick, MA) көмегімен орындалды.


Жасуша мембранасы арқылы мембраналық потенциал: 3 түрі | Биология

Мембраналық потенциал келесідей жіктеледі: 1. Демалушы мембрана потенциалы 2. Әсер ету потенциалы 3. Деңгейлі потенциал.

Жануарлар денесінің ұлпасындағы барлық жасушалар электрлік поляризацияланған, басқаша айтқанда, олар мембраналық потенциал деп аталатын плазмалық мембранадағы кернеу айырмашылығын сақтайды. Жасуша мембранасы жасушаішілік сұйықтықтың жасушадан тыс сұйықтықпен араласуына жол бермейтін тосқауыл ретінде әрекет етеді. Демек, электрлік потенциалдар айырымы иондық сорғылар мен иондық арналар деп аталатын мембранаға енгізілген белок құрылымдары арасындағы күрделі өзара әрекеттесу нәтижесінде пайда болады.

№1 тип. Демалыс мембранасының әлеуетінің генезисі:

Жасуша тыныштықта болған кезде жасуша мембранасы арқылы өтетін мембраналық потенциал тыныштық мембрана потенциалы (RMP) деп аталады. Біз әрқашан RMP әлеуетін ECF әлеуетін нөлге тең ұстай отырып, ICF әлеуетін ECF әлеуетін салыстыру арқылы көрсетеміз. Мысалы: үлкен жүйке талшықтары үшін RMP –90 мВ. Яғни талшық ішіндегі потенциал ECF потенциалынан 90 милливольт теріс. Бұл күйдегі жүйке жасушасы поляризацияланған күйде деп аталады.

Ұяшықтағы RMP екі себепке байланысты жасалады:

мен. Қарапайым диффузияның RMP генезисіне қосқан үлесі:

Концентрация градиенті бойынша төмен жылжу мүмкіндігін беретін натрий және калий каналдары сияқты ақуыз арналары арқылы қарапайым диффузияға өлшем, ақуыз бетіндегі заряд, ионның гидратациясы және т.б. сияқты факторлар әсер етеді.

Мембраналық потенциалдың биофизикалық негізі қарапайым диффузиямен ғана туындайды.

Гиббс-Доннан эффектісі (Доннан эффектісі, Доннан заңы, Доннан тепе-теңдігі немесе Гиббс-Доннан тепе-теңдігі деп те аталады) жартылай өткізгіш мембрана жанында зарядталған бөлшектердің әрекетінің атауы, кейде оның екі жағына біркелкі таралмайды. мембрана. Әдеттегі себеп - мембранадан өте алмайтын және осылайша біркелкі емес электр зарядын тудыратын басқа зарядталған заттың болуы.

Организмде бұл жасушаішілік теріс зарядталған ақуыздың Гиббс-Доннан әсері теріс тыныштық мембраналық потенциалының негізін құрайды. Егер Na/K АТФазалардың электрогендік белсенділігі болмаса, тыныштық мембранасының потенциалы одан да теріс болар еді. Бұл иондардың тепе-теңдік потенциалының негізін құрайды.

б. Тепе-теңдік потенциалы және Нернст теңдеуі:

Ерекше ион мембрана арқылы жоғары концентрациядан төмен концентрацияға (концентрация градиентіне қарай) ағып, ток тудырады. Дегенмен, бұл иондардың қозғалысына қарсы тұратын мембранадағы кернеу айырмашылығын тудырады. Бұл кернеу тепе-теңдік мәніне жеткенде, екі баланс (концентрация градиенті және кернеу) және ион ағыны тоқтайды.

Ион ағыны тоқтайтын кернеу сол ионның тепе-теңдік потенциалы деп аталады. Кез келген ионның тепе-теңдік потенциалын Нернст теңдеуі деп аталатын теңдеу арқылы есептеуге болады. Калийдің тепе-теңдік потенциалы –94 мВ, натрийдің тепе-теңдік потенциалы +61 мВ.

Калийдің тепе-теңдік потенциалын есептеу теңдеуі келесідей:

Eeq K + = RT [K + ]o/zF [K + ]i ішінде

мен. Eeq K + - вольттегі калийдің тепе-теңдік потенциалы

iii. T – абсолютті температура

iv. Z – ионның элементар зарядының саны

vi. [K + ] o - калийдің ECF концентрациясы

vii. [K + ] i - калийдің ICF концентрациясы

viii. RT тұрақты мән және мән 61 ретінде есептеледі және формула келесі түрде жазылуы мүмкін:

в. Голдман-Ходжкин-Кац теңдеуі:

Егер мембрана тек бір ионды өткізетін болса, мембраналық потенциал сол ионның тепе-теңдік потенциалы болып табылады. Бірақ шын мәнінде жануарлар жасушасы көптеген иондарды өткізеді. Сондықтан мембраналық потенциалды барлық иондардың тепе-теңдік потенциалын ескере отырып есептеу керек.

Демек, мембраналық потенциал мыналарға байланысты:

мен. Әрбір ионның электр зарядының полярлығы

ii. Мембрананың өткізгіштігі

iii. ICF және ECF-де ионның концентрациясы.

Мембраналық потенциалды құруға қатысатын негізгі иондар натрий, калий және хлорид болып табылады. Мембраналық потенциалды Голдман-Ходжкин-Катц теңдеуінен есептеуге болады -

Мұндағы P – жасуша мембранасының ионға өткізгіштігі. Хлорид ионының теріс зарядына байланысты ECF-дегі хлорид концентрациясы алымға жазылады.

Тыныштық жағдайында жасуша мембранасы натрийге қарағанда калий диффузиясын 100 есе өткізеді, өйткені калийдің гидратталған түрі натрий ионының гидратталған түрімен салыстырғанда мөлшері жағынан кішірек. Бұл RMP калийдің тепе-теңдік потенциалына жақын болуының себебі.

ii. RMP генезисі үшін натрий калий сорғысының үлесі:

Бұл жасуша мембранасының ішінде теріс кернеуді тудыратын ішкі жағында бір оң ионның таза тапшылығын қалдыратын концентрация градиентіне қарсы үш Na + ECF және екі К + ICF айдайтын электрогендік сорғы.

Үлкен жүйке талшығының RMP-ін есептейік:

мен. Үлкен жүйке талшығының тыныштық мембранасының потенциалы, егер тек калий өткізгіш деп есептелсе, Нернст теңдеуімен есептелген –94 мВ.

ii. Натрийді ғана есептегенде RMP +61 мВ болады.

iii. Бірақ шын мәнінде RMP натрий мен калийге байланысты, оны Голдман теңдеуінен –86 мВ деп есептеуге болады, бұл калийдің тепе-теңдік потенциалына ең жақын.

iv. Бірақ үлкен жүйке талшығында RMP ретінде –90 мВ алу үшін бізде әлі –4 мВ қалды. Ол неге байланысты? Бұл жасушаның сыртына қосымша оң зарядты айдау арқылы жасуша ішінде теріс әсер қалдыратын натрий калий сорғысына байланысты -4 мВ.

v. Осылайша, жасуша ішіндегі жалпы –86 мВ және –4 мВ терістік қарапайым диффузия мен белсенді тасымалдауға байланысты, бұл үлкен жүйке талшығында –90 мВ РМП-ға ықпал етеді.

Бұлшықеттегі RMP есептеу үшін Голдман теңдеуін есептеу үшін кальций ионын да ескеру қажет (2.18-сурет).

№ тер 2. Әрекет потенциалы (AP):

Әрекет потенциалы - бұл жасушаның электр мембраналық потенциалы тітіркендіргіштің жеткілікті күші қолданылғаннан кейін (әрекет кезінде) тез көтерілетін және төмендейтін қысқа уақытқа созылатын оқиға. Бұл ней-широндар және бұлшықет жасушалары сияқты қозғыш жасушаларда болады. Нейрондарда олар жасуша арасындағы байланыста орталық рөл атқарады (2.19-сурет). Бұлшықет жасушасында AP жиырылуға әкелетін оқиғалар тізбегіндегі алғашқы қадам болып табылады.

Әрекет потенциалының кезеңдері:

I. Демалу (поляризация) кезеңі:

Бұл тітіркендіргішке дейінгі мембраналық потенциал, яғни RMP және мембрана поляризацияланған деп аталады.

II. Деполяризация кезеңі:

Қозғыш жасушаға жеткілікті тітіркендіргіштен кейін кернеудің өзгеруі орын алады, ол кернеумен жабылған натрий арнасын ашады, (натрийдің өткізгіштігі тыныштықтағыдан айырмашылығы әрекет кезінде калийден жоғары) оң зарядталған натрий иондарының орасан зор ағынын өткізеді. жасушаның ішкі бөлігіне қарапайым диффузия арқылы кернеумен жабылған натрий арналары.

Сыртқымен салыстырғанда теріс болатын мембраналық потенциал енді оң зарядты натрий ионының ағынының әсерінен оң жаққа тез ауысады. Теріс потенциалдан оң потенциалға ауысу деполяризация деп аталады (яғни поляризацияланған күйге).

III. Реполяризация кезеңі:

Жабық арна секундтың 1/10000 бөлігі ғана ашық. Секундтың 10000-нан бірнеше бөлігінде натрий арналары жабыла бастайды. Бірақ калий арнасын ашуға арналған кернеуге жетеді, демек, кернеумен жабылған калий арнасы ашылады. K+ ішінде көбірек болғандықтан, калий жасушаның сыртына қатты ағып кетеді (2.20-сурет). Бұл K+ жылдам диффузиясы, ол сонымен қатар жасушаның сыртына оң заряд болып табылады, теріс RMP қалпына келтіреді. Бұл кезең реполяризация кезеңі деп аталады. Бір секундтан кейін калий арнасы жабылады.

Үлкен жүйке талшығындағы әрекет потенциалының мысалы бар иондық негіз былай түсіндіріледі:

RMP жүйке талшығы –90 мВ (тыныштық кезеңі) → Тітіркендіргіштің жеткілікті күші қолданылады → Кернеумен жабылған натрий арнасының ашылуы → Натрий осы арналар арқылы сырттан ішке қарай баяу ағып, осылайша жасуша ішіндегі негативтілікті –50 мВ дейін баяу төмендетеді. –70 мВ-қа дейін (шекті потенциал) → Жану потенциалына немесе шекті потенциалға жеткенде, натрийдің жылдам түсуін тудыратын кернеумен жабылған натрий арналары көбірек тартылады (натрий өткізгіштігі 500-ден 5000 есеге дейін артады) → Ұяшық ішіндегі кернеу келесіге дейін өседі. +35 мВ. Бұл деполяризация сатысы → +35 мВ натрий қақпасының инактивациясы орын алады, бірақ бұл калий қақпаларын ашу үшін қажет кернеу → Калий осы арналар арқылы ішінен сыртқа құйылады, өйткені ICF калий калийдің ECF концентрациясынан жоғары. Потенциалдың тез төмендеуі байқалады. Бұл оқиға теріс әлеуетті қайтарады. Бұл реполяризация сатысы (потенциалдың күрт көтерілуі мен төмендеуі ұшқындық потенциал деп аталады) → Соңында деполяризациядан кейін шақырылатын РМП-ға потенциалдың баяу төмендеуі → Калий арнасы баяу жабылады, сондықтан калий ионының қосымша ағуы болады. ECF → RMP қарағанда көбірек негативтілік гиперполяризациядан кейін шақырылады → Мұнда RMP қалпына келтірілетін Na + K + сорғы келеді.

Жасушаның сыртында K+ иондарының қосымша ағыны болады, өйткені олар өте баяу жабылады. Бұл гиперполяризациядан кейін пайда болады. Мембраналық потенциал бастапқы RMP-ге оралмайынша, қақпалар қайта ашылмайды. Бұл тек RMP қалпына келтіруге көмектесетін Na + K + сорғысының көмегімен мүмкін болады.

Әрекет потенциалының таралуы:

Қозғыш мембрананың кез келген нүктесінде пайда болған әрекет потенциалы әдетте мембрананың іргелес бөлігін қоздырады, нәтижесінде әсер ету потенциалы мембрана арқылы таралады. Потенциалдың жергілікті өзгеруі екі бағытта да көрші мембрананың бірнеше миллиметріне дейін ішке қарай тасымалданады, ол Na+ арнасын баяу ашады. Бұл жаңа деполяризацияланған аймақ әрекет потенциалын дәл осылай таратады. Бұл деполяризация процесінің берілуі импульс деп аталады.

Тұзды өткізгіштік:

Жүйке жүйесінде электрлік сигналдарды жылдам беру қажеттілігі нейрондық аксондардың миелинизациясына әкеледі. Аксондардың айналасындағы миелин қабығы Ранвье түйіндері деп аталатын интервалдармен бөлінген. Тұзды өткізгіштікте Ранвьенің бір түйініндегі әрекет потенциалы келесі түйінде мембрананы деполяризациялайтын ішкі ток туғызып, жаңа әрекет потенциалын қоздырады, AP түйіннен түйінге секіреді, өйткені миелин түйінаралық интервалдарда қарсылық көрсетеді.

Мұның маңыздылығы сонда:

мен. AP өткізу жылдамырақ.

ii. Энергия сақталады, әйтпесе ол бүкіл нейрон арқылы өтетін болса, көп энергияны қажет етеді.

Әрекет потенциалының қасиеттері:

Ол шекті немесе төменгі шекті ынталандырудың әрекет потенциалын жасауға қабілеттілігі әрекет потенциалының максималды мүмкін амплитудасын тудыратынын немесе егер ынталандыру төменгі шек болса, әрекет потенциалын тудырмайтынын айтады. Басқаша айтқанда, үлкен күш үлкен әрекет потенциалын тудырмайды, сондықтан әрекет потенциалы барлығы немесе жоқ деп аталады.

Бұл қозғыш тіннің екінші тітіркендіргішке қозғыштығы төмендейтін кезең.

мен. Абсолютті төзімділік кезеңі (ARP):

Бұл тіпті екінші күшті ынталандыру әрекет потенциалын тудыра алмайтын кезең. Мерзім жану деңгейінен бірінші әрекет потенциалының реполяризация сатысының үштен біріне дейін созылады. Бұл аксондағы әрекет потенциалының бір бағытты өткізілуіне жауап береді.

Себеп - натрий қақпаларының инактивациясы.

ii. Салыстырмалы рефрактерлік кезең (RRP):

Бұл қалыптыдан күштірек ынталандыру әрекет потенциалын тудыруы мүмкін кезең. Ол реполяризация сатысының үштен бірінен деполяризациядан кейінгіге дейін созылады.

Себеп ― Қозғыштық жоғарылайды, бірақ табалдырық төмендейді, сондықтан сізге күшті ынталандыру қажет.

III. Күш-ұзақтық қисығы:

Бұл әрекет потенциалының тітіркендіргіш күшімен және тітіркену ұзақтығымен байланысын көрсету үшін салынған қисық. Жауапты ояту үшін ынталандыру жеткілікті қарқындылық пен ұзақтықта болуы керек. Егер ол тым қысқа болса, тіпті күшті импульс тиімді болмайды. Белгілі бір қуаттан төмен ұзақ импульс тек жергілікті таралмайтын реакцияны тудырады.

Бұл әрекет потенциалын көтере алатын ең төменгі шекті күш.

Бұл әрекет потенциалын тудыру үшін реобаза күшін екі есе арттыру қажет болатын ұзақтық. Бұл тіннің қозғыштығының өлшемі. Хронаксия қозғыштыққа кері пропорционал.

Басқа ұлпалардағы әрекет потенциалының өзгеруі:

I. Үстірттің әрекет ету мүмкіндігі:

Мысалы, жүрек бұлшықетінде. Мұндай әрекет потенциалы жүрек бұлшықетінде болады.

б. Деполяризация фазасы:

Натрийдің кернеуі бар натрий арнасы арқылы жылдам түсуіне байланысты, бұл жүйке әрекет потенциалымен бірдей, бірақ одан кейін плато фазасы жүреді.

Реполяризациядан бұрын мембрана бірнеше миллисекунд бойы жоғары кернеуде ұсталады.

Бұл екі себепке байланысты:

(i) кальций мен натрийдің баяу түсуін тудыратын, баяу ашылатын кернеуі бар кальций натрий арнасы,

(ii) Кернеумен жабылған калий арнасы баяу ашылады, бұл калийдің баяу ағып кетуіне әкеледі, сондықтан потенциал біраз уақыт бойы оң күйде қалады. Бұл мембраналық потенциалды тыныштық деңгейіне қайтаруды кешіктіреді.

d. Реполяризация фазасы:

Калийдің K+ арналары арқылы жылдам ағып кетуіне және әсер ету потенциалын тыныштық деңгейіне қайтаратын баяу кальций натрий арнасының жабылуына байланысты.

II. Кардиостимулятор потенциалы:

Мысалы ― жүрек қарқыны­maker және тегіс бұлшықет (Cурет 2.25).

Жүректегі синоатриальды түйіннің кардиостимулятор жасушалары жақсы үлгі береді. Олар ешқандай ынталандырусыз өздігінен индукцияланған ырғақты әрекет потенциалына ие. Бұл өздігінен қозғыштық пен ұялшақтыққа байланысты.

Бұл екі себепке байланысты:

а. Кардиостимулятор жасушаларының тыныштық мембраналық потенциалы -55 мВ-тан -60 мВ-қа дейін. Ол жасушаларды оңай деполяризациялауға мүмкіндік беретін шекті потенциалға өте жақын.

б. Тыныштықтағы синоатриальды түйіндік жасушаларда натрийге ашық, күлкілі арналар деп аталатын натрий ағып кететін арна бар. Ешбір ынталандырусыз натрийдің кардиостимулятор жасушасының ішіне ағып кетуі жүрек соғуларының арасында баяу көтерілетін RMP тудырады, бұл баяу көтерілетін мембраналық потенциал -40 мВ-қа жеткенде натрий мен кальций иондарының -40 мВ-та тез енуіне байланысты ату шегіне жетеді. . Реполяризациядан кейін цикл жалғасады. Осылайша, натрий ионының өзіне тән ағуы өздігінен қозуды тудырады.

№ тер 3. Бағаланған потенциал:

Бұл жасуша бетіндегі мембранадағы потенциалдар айырмашылығының локализацияланған өзгеруі (деполяризация немесе гиперполяризация). Деңгейлі потенциалдың күші тітіркендіргіштің қарқындылығына байланысты өзгереді және қоздырғыш нүктесінен қашықтығына қарай төмендейтін токтың жергілікті ағындарын тудырады (2.26-сурет).

Графиктік потенциалдар атқаратын қызметіне қарай әр түрлі атпен аталады (2.27-сурет). Жасуша мембранасының кез келген нүктесіндегі мембраналық потенциал жасушаішілік және жасушадан тыс аймақтар арасындағы ион концентрациясының айырмашылығымен және мембрананың әрбір ион түріне өткізгіштігімен анықталады.

Иондардың концентрациясы әдетте өте тез өзгермейді (кальцийден басқа, негізгі жасушаішілік концентрациясы соншалықты төмен, тіпті аздаған ағынның өзі оны үлкен дәрежеде арттыруы мүмкін), бірақ өткізгіштік миллисекундтың бір бөлігінде өзгеруі мүмкін, лигандты немесе кернеуі бар иондық арналарды белсендіру нәтижесінде.

Қанша иондық арналар белсендірілгеніне және олардың қандай түріне байланысты мембрана потенциалының өзгеруі үлкен немесе аз болуы мүмкін. Бұл түрдегі өзгерістер тұрақты амплитудасы мен уақыт бағыты бар әрекет потенциалдарынан айырмашылығы, дәрежелі потенциалдар деп аталады. Деңгейлі мембраналық потенциалдар синапс арқылы түзілетін нейрондарда өте маңызды – синапстың активтенуі нәтижесінде пайда болатын мембраналық потенциалдың уақытша жоғарылауы немесе төмендеуі постсинапстық потенциал деп аталады.

Бағаланған потенциалдар мен әрекет потенциалдарын салыстыру:

1. Шығу ― Негізінен дендриттер мен жасуша денешіктерінде пайда болады

2. Арналардың түрлері ― Химиялық, механикалық немесе жеңіл

3. Өткізгіштік ― Көбейтілмеген, локализацияланған, осылайша бірнеше мм-ден астам байланысқа мүмкіндік береді

4. Амплитуда ― Тітіркендіргіш күшіне байланысты 1 мВ-тан аздан 50 мВ-тан жоғарыға дейін өзгереді

5. Ұзақтығы ― Ұзақ, мсек-тен бірнеше минутқа дейін

6. Полярлық ― Гиперполяризация, деполяризация болуы мүмкін

1. Шығу ― Триггер аймақтарында тұрып, аксон бойымен таралады

2. Арналардың түрлері ― Кернеулі иондық арналар

3. Өткізгіштік ― Таратылады, осылайша алыс қашықтықта байланысқа мүмкіндік береді

4. Амплитуда ― Барлығы немесе жоқ, әдетте 100 мВ

5. Ұзақтығы ― Қысқарақ, 0,5-2 мсек аралығында

6. Полярлық ― Әрқашан деполяризация фазасынан, одан кейін реполяризация фазасынан тұрады, содан кейін тыныштық мембранасының потенциалына оралыңыз


Электрондар жойылмаған кезде

Алайда, егер біз үшінші жарты реакцияны алу үшін екі жарты реакцияны біріктіретін болсақ, бұл мәндер аддитивті емес, өйткені бұл үшінші жартылай реакция зарядтардың жойылуына әкелетін басқа жарты реакциямен бірге жүрмейді. Бос энергиялар әрқашан қосымша болып табылады, сондықтан біз оларды біріктіреміз және &Delta пайдаланамыз = &ndashnFE&дег жасуша потенциалын табу.

Есептеу электрод үшін Fe 3 + /Fe(лар) Fe 3 + /Fe 2 + және Fe 2 + /Fe жұптарының стандартты потенциалынан(лар)

Мәндерді кестеге келтіріп, &Delta есептеңізs келесідей:

(i) Fe 3 + + e &ndash &rarr Fe 2 + 1 = ,771 в , &Дельта1 = &ndash.771 Ф
(ii) Fe 2 + + 2 e &ndash &rarr Fe(лар) 2= &ndash.440 v , &Delta2 = +.880 Ф
(iii) Fe 3 + + 3 e &ndash &rarr Fe(лар) 3 = ? , &Дельта3 = +.109 Ф


Потенциалдан кейінгі теріс және оң деген не? - Биология

Теріс (-) электрод Cz-де орналасқан.

Жоғарыдағы сызбада көрсетілгендей, қағаз сызғышпен нысанның деназиясы мен ионының арасындағы қашықтықты және бастың шеңберін өлшеңіз. Содан кейін теріс электродты ортаңғы сызықта деназия мен ион (Cz) арасындағы қашықтықтың дәл жарты нүктесінде бекітіңіз.

Ипситеральды мастоидтық өсіндіде орналасқан оң (+) электрод

ERP ынталандыру сипатына қарай жіктеледі: визуалды, сомато-сенсорлық және есту, олар сондай-ақ олардың құрамдас бөліктері ынталандыру ұсынылғаннан кейін пайда болатын кідіріске қарай жіктелуі мүмкін: қысқа кідіріс (<100мсек) және ұзақ кідіріс (>100мсек) потенциалдар.

Қысқа кідіріс компоненттері сенсорлық ынталандыруды өңдеу кезеңдерінде (экзогендік компоненттер) жасалады. Ұзақ кідіріс компоненттері тітіркендіргіштің физикалық ерекшеліктерімен (эндогендік компоненттер) азырақ анықталатын кортикальды өңдеу кезеңдерін білдіреді.

ERP-ті ерте немесе кеш құрамдастарға жіктеу практикалық тұрғыдан пайдалы, дегенмен ERP құру үздіксіз процесс болғандықтан, шындыққа қарағанда теориялық.

Бұл сессияда жауаптарды ояту үшін қолданылатын ынталандыру есту болып табылады, сондықтан жауаптар есту қабілетіне байланысты потенциалдар болады.

Ерте есту қабілетіне байланысты потенциалдар ынталандыру ұсынылғаннан кейін алғашқы 10 мсек ішінде пайда болатын және олардың пайда болу ретіне сәйкес I-ден V-ге дейін белгіленген бес оң толқынды қамтиды. Олар есту қабілеті бұзылмаған субъектілерде пішіні, амплитудасы және латенттігі бойынша өте тұрақты. Бұл компоненттер есту тітіркендіргіштерін ақпаратты өңдеу кезінде есту жолының ми бағаналы ядроларының белсендірілуі нәтижесінде пайда болатыны жақсы дәлелденген. Өздерінің стереотиптік мінез-құлқына байланысты, тіпті ұйқы және бейсаналық күйлер кезінде де, бұл потенциалдар жаңа туған нәрестелер мен психологиялық кереңдіктегі есту жүйесінің объективті функционалдық бағалауы ретінде өте пайдалы болды.

Ұзақ кідіріс потенциалдары 100 мсек ынталандырудан кейін пайда болатын және кортикальды ақпаратты өңдеуді білдіреді деп есептелетін компоненттерге жатады.Оларға зейін деңгейі, ынталандырудың маңыздылығы, тапсырманың өзектілігі және ынталандыруды өңдеу талаптары әсер етеді.

Жазуға барамыз P100 (бірінші оң [P] компоненті ынталандырудан 100 мс кейін пайда болады) есту стимулдарын пайдалана отырып, бұл компонент көзбен де тудыруы мүмкін, дегенмен ең маңызды фактор - бұл sТимул уақытында болжау мүмкін емес болуы керек.

ERP-тен талданатын айнымалылар:

Абсолютті кідіріс: ынталандыруды ұсыну және анықталған компоненттің максималды мәні (шыңы) нүктесі арасындағы уақыт аралығы болып табылады. Ол миллисекундтармен көрсетіледі және компонентті құру үшін ынталандырушы ақпаратқа кететін уақытты білдіреді.

Салыстырмалы кідіріс (шың аралық кідіріс) : екі компонент арасындағы уақыт аралығы және екі генератор арасындағы импульстің өткізгіштігін өлшейді.

Амплитудасы: шұңқырдан максималды шыңға дейін өлшенген тік қашықтық (теріс немесе оң). Ол нейрондық популяцияның мөлшері және оның компонентті генерациялау кезіндегі белсендіру синхрониясы туралы ақпаратты білдіреді.

Тақырыптан көздерін жабуын сұраңыз. Құлаққапты тақырыпқа қойыңыз. Дыбыс күшейткішінің дыбыс деңгейі түймесін нөлге қойыңыз. Осылайша, субъект есту стимулының жеткізілуін қабылдамайды. Тақырып ештеңе естімейтініне көз жеткізіңіз!


22-дәріс: Нейрондар, әрекет потенциалы және оптогенетика

Профессор Мартин өзінің электрлік сигнализация туралы лекциясын нейрондар туралы айтудан бастайды, содан кейін әрекет потенциалдары, синапстар және оптогенетика.

Нұсқаушы: Адам Мартин

1-дәріс: Кіріспеге қош келдіңіз.

2-дәріс: Химиялық байланыс.

3-дәріс: Амның құрылымдары.

Дәріс 4: Ферменттер және мета.

5-дәріс: Көмірсулар және.

9-дәріс: Хроматинді қалпына келтіру.

11-дәріс: Жасушалар, Қарапайым.

16-дәріс: Рекомбинантты ДНҚ.

17-дәріс: Геномдар және ДНҚ.

18-дәріс: SNP және адам.

19-дәріс: Жасуша айналымы.

20-дәріс: Жасуша сигнализациясы.

Дәріс 21: Жасуша сигнализациясы.

22-дәріс: Нейрондар, әрекет.

Дәріс 23: Жасуша циклі және .

24-дәріс: Дің жасушалары, Апо.

27-дәріс: Лифті бейнелеу.

28-дәріс: Лифті бейнелеу.

Дәріс 29: Жасушаны бейнелеу Те.

32-дәріс: Жұқпалы ауру.

33-дәріс: Бактериялар және ан.

34-дәріс: Вирустар және құмырсқалар.

Дәріс 35: Репродуктивті Cl.

АДАМ МАРТИН: Жарайды, бастайық. Сондықтан мен осы бейнені осы жерден бастаймын. Мұнда не болып жатыр, мына тінтуір бар және оның миына мына талшықты-оптикалық кабель кіріп жатқанын көресіз. Ал тышқан дәл қазір ұйықтап жатыр. Ал қазір зерттеушілер оның миына, мидың белгілі бір аймағына жарық түсіріп, олардың қозу кезінде жұмыс істейтінін тексеру үшін нақты нейрондарды белсендіруде.

Міне, сіз тінтуірдің оянатынын көресіз. Міне барады. Қазір ояу. Сонымен, бүгінгі дәріс үшін біз бұл эксперименттің қалай жұмыс істейтінін түсінуге тырысамыз. Біз нейрондар қалай жұмыс істейтіні және зерттеушілердің мінез-құлықты өзгерту үшін бұл функцияны қалай басқара алатыны туралы сөйлесетін боламыз - бұл жағдайда бұл тінтуірдің қозуы.

Жарайды, сондықтан бұл біздің денеміздегі жасушаның белгілі бір түрін, яғни нейронды қамтиды. Ал нейрондар дененің бір бөлігінен екінші бөлігіне ақпаратты беру функциясы бар жоғары мамандандырылған жасушалар. Сонымен, нейрондар жоғары поляризацияланған жасушалар болып табылады, оларды сіз осы жерден көре аласыз. Осы нейронның сол жағында сіз дендриттер деп аталатын шығыңқы ойықтарды көресіз. Содан кейін жасуша денесінің осы жағында сіз аксон болып табылатын жалғыз кеңейтімді, содан кейін осы жерде аксонның ұшын көресіз.

Ал бұл жүйке жасушасы ақпаратты бір бағытта тасымалдайды. Ол ақпаратты осы жағынан осы жаққа жібереді. Және бұл нейрондар бір-бірімен байланыса алады. Және олар нейронның ұштарында байланысады, олар синапс деп аталады, мен бұл туралы кейінірек лекцияда айтамын. Осылайша, нейрондар осы жағында синапстарды жасай алады, сонымен қатар осы жағында басқа нейрондармен синапстарды жасай алады.

Осы нейронның функциясын ашуды бастау үшін - және бұл ақпарат ағыны өте ұзақ қашықтықта болуы мүмкін екенін атап өтуім керек, солай емес пе? Сіздің сиатикалық нервіңіз омыртқаның түбінен аяғыңызға дейін созылады, солай ма? Демек, бұл аксонның ұзындығы бір метр. Бұл бір ұяшық бойымен ақпаратты тасымалдау үшін өте ұзақ қашықтық.

Осылайша, біз сигналдардың жалғыз ұяшықтарда қалай берілетіні туралы ойлаудан бас тартамыз, бұл электрлік сигнализацияны дамытады. Содан кейін біз синапстар және нейрондар арасындағы байланыс үшін синапстардың қалай жұмыс істейтіні туралы сөйлесеміз. Бұл сонымен қатар белгілі бір антидепрессанттардың, мысалы, Prozac қалай жұмыс істейтінін түсінуді қамтиды. Содан кейін зерттеушілердің тінтуірді ояту үшін бұл экспериментті қалай жасағаны туралы айтумен аяқтаймыз.

Мұның бәрі мен семестрдің басында айтқан нәрседен басталады, яғни плазмалық мембрана жасушаның сыртын цитоплазмадан бөлек бөлімдерді бөледі. Және бұл шекараның екі жағында да нақты ион концентрациясы бар. Сонымен, біз қазір бір нейрондық жасуша туралы айта бастаймыз. Біз әрекет потенциалы ретінде белгілі сигнал түрі туралы сөйлесетін боламыз. О, дұрыс.

Сондықтан біз әрекет потенциалы туралы сөйлесетін боламыз. Әрекет потенциалы дегеніміз не, ол нейронның ұзындығы бойынша өтетін электрлік сигнал. Сондықтан бұл әрекет әлеуеті, мен бұл AP қысқартамын. Сондықтан мен AP-ге сілтеме жасағанда, мен кеңейтілген орналастыруға емес, әрекет әлеуетіне сілтеме жасаймын, солай ма? Демек, бұл аксон мен нейронның ұзындығы бойынша өтетін электрлік сигнал.

Сонымен, электрлік сигналдың таралуы үшін бізге ұяшықта бұл мүмкіндік беретін қандай да бір электрлік қасиет қажет. Сондықтан мен сізге семестрде натрий иондарының жасушаның сыртында, ал калий иондарының ішінде қалай шоғырланатынын көрсеттім немесе айттым. Сіз мұнда натрий градиенті, мұнда калий градиенті екенін көресіз. Енді мен сізге бұл қалай болатынын айтайын, өйткені бұл термодинамикалық тұрғыдан ұнамайды, солай ма?

Бұл иондар диффузия арқылы осы плазмалық мембрананың екі жағында бірдей концентрацияда болуды қалайды, яғни оны тепе-теңдіктен ауыстыру үшін жасуша осы жағдайды орнату үшін энергия жұмсауы керек. Осылайша, жасушаның плазмалық мембранасында ақуыз бар. Бұл интегралды мембраналық ақуыз және плазмалық мембрананың ішінде орналасады. Демек, бұл плазмалық мембрана.

Ал бұл интегралды мембраналық ақуыз натрий калий АТФазасы деп аталады. Сондықтан оның АТФ-ны АДФ-ге гидролиздендіретін суббірлігі болады. Ал ақуыз натрий иондарын концентрация градиентіне дейін айдау үшін АТФ гидролизінің энергиясын пайдаланады. Осылайша натрий иондары жасушадан шығады. Және бұл натрий әдетте қабылдағысы келетін ағынға қарсы келеді, ол төмен қарай жүреді.

Ол калий иондарын цитоплазмада калий иондарының жоғары концентрациясы болатындай етіп айдайды, солай ма? Осылайша, бұл нейрондар өте көп жұмсайды - олардың АТФ төрттен бір бөлігі иондарды айдау арқылы пайдаланылады, осылайша плазмалық мембранада иондардың градиенттері болады.

Енді, егер айдалатын әрбір калий ионына бір натрий ионы айдалса, сыртқы және цитоплазма арасында заряд айырмашылығы болмас еді. Бірақ плазмалық мембранада натрий калий АТФазасынан басқа басқа арналар бар. Натрий арналары бар. Бұлар негізінен жабық, бірақ ағып жатқан кейбір калий арналары бар. Олар негізінен калийді цитоплазмадан экзоплазмаға ағып жатыр, солай ма?

Ал егер сізде жасушадан оң зарядтар шығатын болса, онда мембрананың ішкі жағында таза теріс заряд болады. Ал мембрананың сыртында таза оң заряд болады. Ал мембранадағы бұл заряд, оның сыртында оң және ішкі жағында минус бар - мен бұл экстерьерді белгілеуім керек, бұл цитоплазма.

Бұл кернеу айырмашылығы мембраналық потенциал ретінде белгілі. Демек, бұл мембраналық потенциал. Және бұл мембрана арқылы өтетін электрлік потенциал. Егер сіз инженер-электрик болсаңыз, плазмалық мембрананы конденсатор ретінде қарастыруға болады, солай ма? Демек, бұл плазмалық мембрана оның бойындағы заряд айырмашылығын ұстап тұрады. Сонымен, мембранада кернеу бар. Ал тыныштық күйінде жасушаның тыныштық потенциалы теріс 70 милливольт болады.

Сонымен, егер жасуша нейротрансмиттер сияқты бір нәрсемен қоздырылмаса, тыныштық потенциалы теріс 70 милливольт болады, мұнда ішкі теріс және сыртқы оң болады, солай ма? Енді мен әрекет потенциалы туралы сөйлескенде біз үшін пайдалы болатын кейбір терминдерді анықтағым келеді. Осылайша, теріс ішкі потенциал болған кезде, теріс ішкі потенциал поляризацияланған деп аталады. Демек, ол поляризацияланған, өйткені бұл мембранада полярлық бар, оның бір жағы оң, ал екінші жағы теріс, солай ма?

Сонымен поляризация ішкі потенциалдың теріс болуын білдіреді. Сонымен, бүйірдің тыныштық күйі поляризацияланған - ол поляризацияланған. Дегенмен, ұяшық бұл полярлықты жоғалтып, заряд дифференциалы болмауы мүмкін немесе ол аударылып, ішкі жағынан оң болуы мүмкін. Ал бұл кезде, нөлдік немесе оң ішкі потенциал болса, бұл деполяризацияланған деп аталады.

Жасушаның потенциалды қалай өзгертетіні туралы кімде идея бар ма? Бұл потенциалды аударып, жасушаны деполяризациялау үшін плазмалық мембранада не болуы керек еді? Иә, Стивен?

Аудитория: Сіз иондық арналарды аша аласыз.

АДАМ МАРТИН: Сондықтан Стивен иондық арналарды ашуды ұсынды. Қандай иондық арналарды ашар едіңіз?

Аудитория: натрий арналары.

АДАМ МАРТИН: Иә. Сондықтан Стивен егер сіз бұларды ашсаңыз, бұл жасушаны деполяризациялауды ұсынды. Есіңізде болсын, натрий сыртта, бұл жерде жоғары. Егер сіз осы арналарды ашсаңыз, оң иондар ағып кетеді. Бұл теріс және оңды азайтады, солай ма?

Міне, бұл натрий арналары ашылатын және натрий арналары немесе натрий иондары деполяризацияны тудыратын жердегі жағдай. Ал плазмалық мембрананың ішкі жағында үлкен оң заряд бар. Барлығы қалай көреді? Өйткені натрий иондары ағынмен төмен түседі. Мұнда олардың шоғырлануы жоғары. Сондықтан тек осы арналарды ашу арқылы ұяшық мұны істеу үшін ешқандай жұмыс істеудің қажеті жоқ. Натрий цитоплазмаға өзінің градиентімен төмен қарай ағып кетеді.

Әрекет потенциалы дегеніміз не, бұл жүйке жасушасының өтпелі деполяризациясы. Сонымен Әрекет потенциалы немесе AP нейронның өтпелі деполяризациясы болып табылады, яғни ол жай ғана деполяризацияланбайды және деполяризацияланбайды, бірақ ол деполяризацияланады, содан кейін өзін тыныштық полярлығына қайтарады. Сонымен, сіз нейрондағы плазмалық мембранадағы кернеуді өлшегенде, оның күрт көтеріліп, деполяризациялануы мүмкін екенін көресіз, бірақ кейін ол тыныштық күйіне тез қалпына келеді, солай ма? Демек, бұл өтпелі процесс.

Нейрон туралы жоғары ажыратымдылықта ойлайтын болсақ, сіз оның өтпелі ғана емес, сонымен қатар жасушаның бүкіл ұзындығы бойынша таралатын қозғалатын толқынды көретін боласыз. Демек, бұл да саяхатшы толқын. Бұл нейрондар немесе мұндағы әрекет потенциалдары туралы байқайтын бір нәрсе - олардың барлығы бірдей дәрежеде деполяризацияланады. Осылайша, олардың барлығы осы оң 50 милливольтке деполяризацияланады.

Сонымен, бұл нейрондардың негізгі қасиетін көрсетеді, өйткені нейронның белсенділік деңгейі осы әрекет потенциалының мөлшерімен анықталмайды. Бұл әрекет потенциалы не бәрі немесе жоқ оқиғасы болып табылады. Бұл болады немесе болмайды. Ал ол кезде ол сол деңгейге дейін деполяризацияланады. Демек, әрекет потенциалы барлығы немесе ештеңе емес. Сіз оны екілік сигнал ретінде қарастыра аласыз.

Демек, нейрондардың активтену шамасының түрін кодтау тәсілі бір әрекет потенциалының деполяризация деңгейі арқылы емес, ол нейрон бойымен таралатын әрекет потенциалдарының әртүрлі жиіліктерін ажырата алады. Сонымен, бұл жағдайда сигнал күші әрекет потенциалдарының жиілігімен байланысты.

Енді біз жүйке жасушасының әрекет потенциалын қалай беретінін және оның бүкіл жасуша бойына қалай таралатынын ашамыз, солай емес пе? Сиатикалық жүйке жағдайында бұл бүкіл метрде болуы керек, солай ма? Бұл электр сигналындағы бұл өзгерісті тарату үшін, кем дегенде, ұяшық үшін өте ұзақ қашықтық. Сонымен, біз механизм туралы сөйлесетін боламыз. Мен бұл әрекет потенциалы басталған кезде бастаймын.

Сонымен, біз әрекет потенциалының бастамасынан бастаймыз. Сонымен, бұл жүйке жасушасына дендриттерде деполяризацияны бастау туралы қалай айтылған? Өйткені мұнда тағы бір нейрон болады, ол осы нейронмен байланысып, оған деполяризацияны бастайды. Ол мұны синапс деп аталатын жерде жасайды, бұл негізінен екі нейрон арасындағы байланыс түрі.

Бұл процестің басталу жолы сізде лиганд пен рецептор бар соңғы бірнеше лекцияларда көрген сигнализация түріне ұқсас, солай ма? Бұл жағдайда лиганд шағын молекула болып табылатын нейротрансмиттер деп аталатын нәрсе болады. Ал мен сізге кейінірек көрсетемін. Ал рецептор осы лигандпен байланысатын рецептор болады.

Бірақ бұл жағдайда рецептор G протеинімен байланысқан рецептор немесе тирозинкиназа рецепторы сияқты емес, рецептор иондық арна болады, солай ма? Сондықтан рецептор иондық арна болады. Сонымен, сіз жоғарыдағы слайдтан бір мысалды көресіз, мұнда рецептор орналасқан. Және бұл рецепторлар лигандты иондық арналар деп аталады. Бұл жағдайда бұл натрий арнасы.

Демек, оның ашық болуы немесе болмауы лигандтың болуына байланысты. Сонымен, егер біз серотонин сияқты нейротрансмиттерді алсақ, ол рецептормен байланыспаса, рецептор жабылады. Бірақ егер серотонин рецепторға қосылса, ол ионның түрін - бұл жағдайда натрийді таңдай алатын арнаны ашады. Бұл жағдайда бұл белсендіру арнасы, өйткені натрийді енгізу жасушаны деполяризациялайды, солай ма?

Сонымен, бұл лигандты рецепторлармен байланысуы лигандты қақпақты пайдаланады - лигандпен жабылған натрий арнасы бар. Дәл осы лигандты натрий арнасы деполяризацияны бастайды. Осылайша сіз бірінші доминоны қағып кетесіз, солай емес пе? Бірақ содан кейін оны өте ұзын жасушаның ұзындығы бойынша таратудың қандай да бір механизмі болуы керек.

Сондықтан мен сізге айтамын, бұл сигнал беру механизмінің сіз ойлағаныңыздан басқа түрін қамтиды, өйткені бұл иондық арнаның басқа түрін қамтиды. Және ол кернеумен жабылған деп аталады. Мен тек VG кернеуін қысқартып аламын. Және бұл жағдайда ол натрий арнасы болады.

Сонымен, кернеуі бар натрий арнасы дегеніміз не? Бұл жерде кернеуі бар натрий арнасы. Көріп отырсыздар, жасушаның тыныштық күйінде бұл арна жабық. Және бұл оң зарядталған қызыл таяқша құрылымына байланысты жабық. Бұл ақуыздың бөлігі болып табылатын және мембранаға енгізілген оң зарядталған альфа спираль. Бірақ бұл альфа спираль цитоплазмаға қарай төмен орналасқан, өйткені ол оң зарядты. Ал плазмалық мембрананың цитозолдық беті теріс зарядталған, иә?

Ал бұл ақуызды растау содан кейін осы мембранадағы зарядқа байланысты. Өйткені деполяризация болған кезде бұл альфа спиралының орнын ауыстырады, қазір ол плазмалық мембрананың сыртқы беткейіне қарай жылжиды. Бұл натрий иондарының ішке енуіне мүмкіндік беретін арнаны ашады, солай ма? Тағы да, натрий иондары мұнда, олар әрқашан төмен қарай асығады. Олар концентрация градиенті.

Сонымен, бұл жағдайда бұл арнаның ашық немесе жабық болуы лигандтың болуына емес, плазмалық мембранадағы мембраналық потенциалға байланысты. Сонымен, бұл кернеумен жабылған натрий арналары деполяризация арқылы ашылады.

Содан кейін сұрақ туындайды, егер сіз нейронның ең соңында осы арналарды ашсаңыз, бұл электр сигналының нейрон бойымен бір бағытты қозғалатындай етіп қалай алуға болады? Сонымен, бір бағыттылыққа не әкеледі? Соңғы уақытта спорттық іс-шараға кім барды? Жақсы. Балалар сендер толқынды білесіңдер ме?

Сондықтан біз толқын жасаймыз. Бір рет тұрсаң, шаршап, біраз отыруға тура келеді. Мен лиганд боламын - мен лигандпен жабылған натрий арнасымын, сондықтан мен бәрін бастайын, жарай ма? Сіз дайынсыз ба? Жарайды, міне кеттік. Жарайды, бұл негізінен әрекет потенциалы.

Осылайша, бұл бір бағытты болды, сіз бір рет тұрып, толқынды жасадыңыз, содан кейін отырдыңыз және сіз ештеңе істеуді тоқтаттыңыз. Сонымен, кернеуі бар натрий арналары ұқсас қасиетке ие. Бұның келесі қадамын қарастыратын болсақ, натрий каналы деполяризация арқылы ашылады. Сіз белоктың тізбек сегментінің мына шарикін көріп тұрсыз. Мына сары допты көріп тұрсың ба?

Натрий арнасы ашылғаннан кейін, шамамен миллисекундтан кейін, бұл шар арна тесігіне жабысып, оны жауып тастайды, иә? Сонымен, бұл натрий арналары натрий иондарын енгізу үшін ашылады, бірақ олар шамамен миллисекундтан кейін бірден инактивацияланады, солай ма? Осылайша, бұл бір бағыттылыққа мүмкіндік береді. Мен мұны кернеумен жабылған натрий арнасының инактивациясы деп атаймын.

Ал бұл деполяризацияның жылжымалы толқынын қалай көтеретіні, егер осы аксон бойымен солдан оңға қарай қозғалатын әрекет потенциалын қарастырсақ және жасыл аймақтағы натрий арналары қазір ашық болса, ол сол жақтан келді, яғни барлық натрий осы жасыл аймақтың сол жағындағы арналар белсендірілмейді. Сондықтан олар осы жерде белсендірілмегендіктен, солға қарай одан әрі деполяризация болмайды, бірақ деполяризация оңға жылжу керек. Ал сіз негізінен осы саяхат толқынын аласыз. Және ол бір бағытта жүреді, өйткені егер ол әрқашан жасайтын бір жерден келсе, онда ол жаңадан шыққан жерден барлық натрий арналары, кернеумен жабылған натрий арналары жабылады.

Осылайша, бұл оның нейрон бойымен бір бағытта қозғалуына мүмкіндік береді. Сондай-ақ, әрекет потенциалы нейронның соңына жеткенде, ол нейрондағы басқа жолмен кері әсер етпейді. Бұл тек бір бағытта жүруі мүмкін. Сондықтан бұл бір бағыттылықты қамтамасыз етеді. Сонымен, бұл әрекет потенциалының артқа жылжуына жол бермейтін кернеумен жабылған натрий арнасының белсенді емес немесе отқа төзімді кезеңі.

Енді, егер сіз жасушадағы осы әрекет потенциалдарына қарасаңыз, олардың болатынын көресіз, бірақ сіз жай ғана деполяризацияланбайсыз және деполяризацияланған күйде қаласыз. Жасуша денесі деполяризацияланады, содан кейін өте тез реполяризацияланады. Демек, тербеліс бар. Сондықтан әрекет потенциалын тоқтатудың қандай да бір жолы болуы керек. Осылайша, жасушаның аяқталуы немесе реполяризациясы бар.

Сондықтан бұл жүйке жасушасының мембраналық әлеуетті тез қалпына келтіру жолы болуы керек. Осы полярлықты қалпына келтіру үшін қандай арна түрін ашуға болатыны туралы бірнеше секунд ойланғаныңызды қалаймын. Ішінде таза теріс заряд алу үшін қай ион қайдан қайда ағу керек? Udo?

Аудитория: Натрий иондарын ішкі жағынан сыртқа жылжыту керек.

АДАМ МАРТИН: Жарайды, сіз натрий иондарын сорып шығара аласыз және бұл өте дәл. Демек, натрий иондарын концентрация градиентіне дейін жылжыту қажет, ол энергия алады және баяу болады. Сонымен, біз реполяризациялаудың басқа мүмкіндігін пайдалана аламыз ба? Рейчел?

АУДЕРИЯ: Калий иондарын жылжытыңыз.

АДАМ МАРТИН: Сондықтан Рэйчел калий иондарын сыртқа жылжытуды ұсынды, бұл осылай жасалады. Сондықтан есіңізде болсын, калий цитоплазмада жоғары, ал экзоплазмада аз. Сондықтан, егер сізде кернеуі бар калий арнасы болса, бұл ұяшықтан оң иондардың шығуын тудырады. Және бұл жасушаның ішкі жағындағы таза теріс потенциалды қалпына келтіре алады.

Сонымен, бұл тоқтату немесе реполяризация кернеудің ашылуының нәтижесі болып табылады, бұл жағдайда натрий арналары емес, калий арналары. Натрий арнасына қатысты бұлар қашан ашылуы керек деп ойлайсыз? Олар натрий арнасымен дұрыс ашылуы керек пе? Кармен басын шайқады, жоқ. Сіз өзіңіздің логикаңызды түсіндіргіңіз келе ме?

Аудитория: Айтпақшы, екеуі де бірдей зарядты көтереді, сондықтан олар бір уақытта шығады [ЕСІЛМЕЙДІ].

АДАМ МАРТИН: Дәл. Кармен айтқандай, егер олар бір уақытта ашылса, сізде натрий ағып жатыр. Сізде калий ағып жатыр. Және бұл зарядты міндетті түрде өзгертпейді. Бұл натрий арналарына қатысты қашан ашылуы керек еді? Иә, Кармен?

Аудитория: ол сол әлеуетке жеткенде [ЕСІЛМЕЙДІ].

АДАМ МАРТИН: Сондықтан ол деполяризациядан кейін, иә. Сондықтан бұл натрий арналарына қатысты кешіктірілуі керек, солай ма? Сондықтан оны кернеуі бар натрий арналарына қатысты кешіктіру керек. Өйткені, егер сіз деполяризацияның осы жылжымалы толқыны туралы ойласаңыз, натрий арналары ғана енетін жерде деполяризация жоғары болады. Содан кейін сіз калий иондарын сорып алып, жасушаны негізінен реполяризациялайсыз.

Натрийдің тез сіңуімен деполяризацияға қалай түсетініңізді бәрі көреді, содан кейін сіз калийдің сорылуымен реполяризацияланасыз, солай емес пе? Міне, сізде шыбық бар және сіз циклды аяқтайсыз. Ол тіпті гиперполяризациялануы мүмкін, онда ол әдеттегіден гөрі теріс болады. Содан кейін ол теріс 60 немесе теріс 70 милливольттың осы тыныштық потенциалына оралады.

Жарайды, бұл тез болуы керек. Мен сізге нейрондардың бір процесі немесе қасиеті және оның өте жылдам жүруіне мүмкіндік беретін басқа пайдалы жасуша туралы айтқым келеді. Бұл сіздің денеңізде және миыңызда нейрондардың аксондарын орап алатын және негізінен нейрондарға арналған электрлік таспа сияқты жұмыс істейтін осы глиальды жасушалар бар, солай ма? Сонымен, олар мыналар - бұл нейрондардың аксондарының айналасында электрлік оқшаулау бар. Және бұл глиальды жасуша деп аталатын басқа мамандандырылған жасуша түрімен қамтамасыз етіледі. Демек, бұл глиальды жасуша арқылы.

Міне, глиальды жасушалардың екі мысалы. Олигодендроциттер бар -- және сіз жасушаның осы екі нейронның аксондарын қоршайтын процестерді қалай кеңейтетінін көре аласыз. Міне, осы жерде Шванн жасушасы бар, ол қайтадан аксонды орап алады. Және бұл жасушалар негізінен миелин қабығы деп аталатын нәрсені құрайды. Осылайша олар аксондардың айналасында миелинді қабық түзеді. Бұл аксонның плазмалық мембранасын оқшаулайды, сондықтан міне, аксон.

Сізде оралған глиальды жасушалар бар және олар жіптегі моншақтар сияқты қалыптасады. Сонымен, миелин қабықшасының арасында Ранвье түйіндері деп аталатын бос орындар бар. Сонымен, миелин қабығындағы бос орындар болып табылатын Ранвье түйіндері бар. Және бұл түйіндер нейрон үшін маңызды қызмет атқарады, өйткені аксон оралған жерде мембрана электрлік оқшауланған.

Сонымен, натрий иондары -- немесе натрий арналары мен калий арналары, кернеуі барлар, осы түйіндерге локализацияланады. Ал әрекет потенциалы аксон бойымен қозғалғанда, миелин қабығы орналасқан бұл аймақтар электрлік оқшауланғандықтан, аксон потенциалы үздіксіз қозғалып қана қоймайды, сонымен қатар түйіннен түйінге секіреді, осылайша сіз натрий арналарын ашасыз. бұл түйіндер. Бұл әрекет потенциалының аксон бойымен шамамен 100 есе жылдам жүруіне мүмкіндік береді. Бұл сіздің нейрондарыңызға осы электр сигналдарын омыртқаның түбінен аяғыңызға жылдам жіберуге мүмкіндік береді.

Осылайша сіз жылдамдықты арттырасыз, себебі әрекет потенциалы түйіннен түйінге секіреді. Мұны көтерудің маңызды себептерінің бірі - бұл жерде миелинді қабықшадағы электрлік оқшаулауға әсер ететін маңызды адам ауруы бар және бұл склероз.

Сонымен, біз бірнеше лекцияда склерозды ашамыз. Бұл аутоиммунды ауру. Сонымен, біз семестрде иммунитет туралы сөйлесетін боламыз және бұл қалай болатыны туралы сөйлесетін боламыз. Бірақ әзірге мен жай ғана склероздың иммундық жүйе осы миелин қабығына шабуыл жасағанда болатынын атап өткім келеді.

Сонымен, склерозда миелин қабығы зақымдалады. Егер сіз осы электрлік оқшаулауды зақымдасаңыз, сіз бұл әрекет потенциалын айтарлықтай баяулатасыз және бұл мидағы және бүкіл денедегі жүйке импульстарына айтарлықтай әсер етеді. Міне, сондықтан шашыраңқы склероз өте ауыр ауру.

Жарайды, мен бірден бірнеше нейронды қарастыру үшін қозғалуды бастаймын. Осы уақытқа дейін біз электр сигналының бір ұяшық бойымен қалай жіберілетіні туралы айттық. Енді біз бірнеше нейрондар және олардың қалай қосылатыны және нейрондар әрекет потенциалын жіберу немесе жібермеу туралы шешім қабылдау үшін көптеген басқа нейрондардан ақпаратты қалай біріктіретіні туралы ойлануды бастаймыз.

Егер біз осы байланысты қарастырсақ, дәл осы жерде синапс бар. Мұнда ақпаратты жіберетін ұяшық және сол ақпаратты қабылдайтын ұяшық бар. Біз синапсты қарастыратын болсақ, егер синапсты қарастыратын болсақ, онда сигнал жіберетін жасуша бар, оны пресинапс деп атайды. Бұл жіберуші ұяшық. Ал постсинаптикалық жасуша бар.

Бірақ сізде белгілі бір уақытта нейронға сигнал жіберетін бірнеше нейрон болуы мүмкін, солай емес пе? Міне, сізде осы синапсқа сигнал жіберетін бір нейрон бар, бірақ сізде жасушаның осы бөлігіндегі синапсқа сигнал жіберетін басқа нейрон болуы мүмкін. Мұнда тағы бір сигнал келуі мүмкін. Осылайша, бұл нейрон өз аксонына әсер ету потенциалын түсіру немесе түсірмеу туралы шешім қабылдауы керек.

Ал нейронның мұны шешу жолы - сигналдарды біріктіру. Сонымен, сигналды біріктіру процесі бар. Нейрондағы сигналды біріктіру үшін маңызды нәрсе - бұл жасуша денесінің немесе кернеудің белгілі бір шекті потенциалдан жоғарылауы. Сонымен, егер ұяшық денесі өспесе - егер кернеу осы потенциалдан жоғары болмаса, әрекет потенциалы болмайды. Бірақ егер кернеу шекті потенциалдан жоғары болса, онда ол әрекет потенциалын іске қосады және төменгі ағындағы нейронға немесе бұлшықетке немесе басқа ұяшыққа сигнал береді.

Сонымен, бұл жерде әрекет потенциалының аксонға жіберілетінін немесе жіберілмейтінін анықтайтын жасуша денесіндегі шекті потенциал. Және жүйке жасушалары жібере алатын сигналдардың әртүрлі түрлері бар. Сондықтан сигналдардың әртүрлі түрлері бар. Сигналдар қоздырғыш болуы мүмкін, яғни ол нейронды деполяризациялауға бейім болады. Демек, қозу сигналдары бар, нәтижесінде деполяризация.

Мысалы, серотонинмен натрий арнасын ашады, бұл деполяризацияға әкеледі, сондықтан бұл қоздырғыш сигнал. Бірақ тежегіш болып табылатын рецепторлардың әртүрлі типтерімен байланысатын сигналдардың басқа түрлері бар. Бұл әрекет потенциалын жіберу процесін тежейтін рецепторлардың қандай түрі болуы мүмкін? Бұл әрекет потенциалының іске қосылу мүмкіндігін төмендету үшін ингибиторлық рецептор қандай болуы мүмкін?

Егер мен сізге бұл иондық арна деп айтсам ше? Ол қандай ион өтеді деп күтесіз? Udo?

АДАМ МАРТИН: Калий. Удо дұрыс айтады, солай ма? Егер ол калийден өтсе, онда ол ішкі жағын теріс етеді. Бұл гиперполяризация деп аталатын нәрсе. Сондықтан гиперполяризацияға әкелетін рецепторлар бұл процеске ингибиторлық әсер етеді.

Есіңізде болсын, егер сіз гиперполяризациялансаңыз, онда сіз мұның шын мәнінде төмендеуіне және осы шекті потенциалдан одан да алыс кетуіне әкелуі мүмкін, солай ма? Ал егер сізде белсендіруші сигнал және тежеу ​​сигналы болса, олар жойылуы мүмкін, себебі біреуі деполяризацияланады, ал екіншісі гиперполяризацияланады. Осылайша, нейрон әртүрлі нейрондардан келетін сигналдарды біріктіре алады. Және бұл оның төменгі ағындағы ұяшыққа сигнал жіберетініне немесе жібермейтініне әсер етеді.

Жарайды, енді біз бір нейрон мен екіншісі арасындағы байланыс дегенге назар аударамыз. Және бұл синапс деп аталатын нәрсенің айналасында айналады, ол негізінен бір нейронның аксон терминалы мен постсинаптикалық нейронның дендриттері арасындағы алшақтық болып табылады. Сонымен, бірнеше нейрондардың бір-бірімен байланысу тәсілі нейротрансмиттер деп аталатын сигнал түрі арқылы жүзеге асады. Және бұл сигналды бастайды.

Сондықтан синапста сигналды бастау процесі бар. Инициация. Бұл нейротрансмиттерді шығаратын пресинаптикалық нейронды қамтиды. Сонымен, сигнал, бұл жағдайда нейрондар арасындағы сигналдар нейротрансмиттерлер деп аталады. Слайдта көріп отырғаныңыздай, бұл нейротрансмиттерлердің мысалдары. Олар көбінесе аминқышқылдарынан алынған, сондықтан олар шағын молекулалар. Олар рецепторлық тирозинкиназа лигандтарымен жиі кездесетін белоктар емес. Бұл сигналдың басқа класы.

Мысалы, серотонин. Ал егер сіз оларды қарасаңыз, біз серотонинді осы жерден табамыз. Мінекей. Мұнда сіз оның триптофан туындысы екенін көре аласыз. Демек, бұл кішігірім молекула және ол постсинаптикалық жасушадағы рецептормен байланысып, деполяризацияны тудыруға қабілетті.

Сонымен, нейрондар - олардың байланысу тәсілі - нейрондар - бұл сәттілік дайындалғанға ұнайтын жағдай. Нейрондар бір-біріне сигнал жіберуге толығымен дайын. Олар жоғары ағыннан хабар алған кезде баруға дайын және олар келесі ұяшыққа сигнал жіберуге дайын. Бұл әрекет потенциалына дейінгі синапсты қарастыратын болсақ, барлығы дайын. Жасушада нейротрансмиттер бар және ол осы көпіршіктерге оралған және ол плазмалық мембранаға байланған, босатылуға дайын.

Осылайша, әрекет потенциалына дейін плазмалық мембранаға бекітілген нейротрансмиттермен толтырылған везикулалар бар. Мен плазмалық мембрана PM деп қысқартамын, сондықтан оны жазудың қажеті жоқ, жарайды ма? Сонымен, олардың құрамында нейротрансмиттер бар, солай ма? Бірақ сіз бұл қондырылған көпіршікте нейротрансмиттер қызыл түске боялғанын және егер бұл везикул плазмалық мембранамен біріктірілмесе, ол шыға алмайды. Сондықтан олардың құрамында нейротрансмиттер бар.

Бірақ бұл кезде весикулалар біріктірілмеген. Бірақ көпіршік біріктірілмеген. Оларды қашан біріктіру керек? Бұл нейрондардың бір-біріне сигнал беру жүйесінде везикулалар плазмалық мембранамен қай кезде бірігуі керек? Біріктіру процесін не қозғау керек? Иә, Майлз?

Аудитория: [ЕСІТІЛМЕЙТІН] аксоннан кейін [ЕСІТІЛМЕЙТІН] уақыт келгенде, бұл везикулалар біріктірілген кезде.

АДАМ МАРТИН: Иә, Майлздың айтқаны дұрыс. Бұл жерде менің диаграммамды қарастыратын болсақ, бұл аксон бойымен қозғалатын әрекет потенциалы бар. Аксон ұшына жеткенде, бұл көпіршіктердің плазмалық мембранаға қосылуы және нейротрансмиттер шығаруы туралы сигнал болуы керек. Демек, бұл әрекет потенциалының келуі, солай ма?

Сондықтан есіңізде болсын, бұл жағдайда серотонин көк түсте болады. Егер серотонин бұл жерде менің весикулымның ішінде болса, оған экзоцитоз қажет болады. Ал енді серотонин рецептормен байланысуға дайын жасушаның сыртында болады.

Майлз атап өткендей, сізде әрекет ету мүмкіндігі бар. Біріктіру әрекет потенциалы арқылы іске қосылуы керек. Біріктіру үшін цитоплазмада везикулаларды біріктіру туралы хабарлау үшін белгілі бір сигнал болуы керек. Бұл сигнал кальций ионының концентрациясының жоғарылауы. Содан кейін цитоплазмада кальций концентрациясы жоғарылағанда, бұл көпіршіктердің бірігуін тудырады. Ал синтезді алған кезде, бұл экзоцитоз және серотонин қазір жасушаның сыртында, ол синаптикалық саңылау арқылы өтіп, постсинаптикалық нейрондағы рецептормен байланыса алады.

Осылайша, бұл синтез нейротрансмиттер шығарылған кезде болады. Мұнда нейротрансмиттер шығарылады. Әрекет потенциалы аксон ұшына жеткенде, кальцийдің көбеюі осылай болуы керек. Осылайша, ол аксон ұшына келгенде, жасушаның сол бөлігінің деполяризациясы болады. Сонымен, кернеуі бар кальций арнасы деп аталатын ақуыздың ерекше түрі бар.

Бұл арналардың барлығы әртүрлі иондар үшін өте селективті. Сонымен, кернеуі бар натрий арнасы ұяшықтан тыс барлық иондарды өткізбейді. Ол натрийге селективті. Және бұл жағдайда, бұл кернеуі бар кальций арнасы кальцийді ғана жібереді. Содан кейін кальцийдің енуін везикуланың синтезімен байланыстыратын механизм бар. Және бұл жерде көрсетіледі.

Бұл қондырылған синаптикалық көпіршікте көретін нәрсе - бұл везикулада болатын синаптотагмин деп аталатын кальцийді байланыстыратын ақуыз. Сонымен, кальций цитоплазмаға түскенде, бұл ақуыз кальциймен байланысады және ол синтез механизмін белсендіреді, осылайша везикуланың плазмалық мембранасы немесе везикуланың мембранасы жасушаның плазмалық мембранасымен біріктіріледі, осылайша жасушаның плазмалық мембранасы бөлінеді. нейротрансмиттер синапстық саңылауға түседі.

Демек, бұл сигналды бастайды. Енді сіз бұл нейрондардың белсенді емес немесе үнемі жұмыс істейтінін білетін шығарсыз. Сондықтан бір нәрсе сигналды тоқтатуы керек, әдетте өте жылдам. Сондықтан қазір мен бұл туралы айтқым келеді. Сонымен, барлық сигналдық жолдар сияқты, оны қосуға болатын болса, сигнал беру пайдасыз. Биологиялық жүйелер дұрыс жұмыс істеуі үшін оны қосу және өшіру мүмкіндігі болуы керек, солай емес пе? Бұл нейрондарға қатысты.

Егер сіз жай ғана нейронды қоссаңыз және оны қайтадан өшіру мүмкіндігіңіз болмаса, бұл өте пайдасыз. Сондықтан бізде сигналды өшіретін жол болуы керек. Ал егер синапсты қарастыратын болсақ, бұл мұндағы пресинаптикалық нейрон. Мен осы жерде постсинаптикалық нейронды саламын. Ал нейротрансмиттер пресинаптикалық нейрон арқылы осы жердегі постсинапстық нейронға жіберіледі. Нейротрансмиттер синаптикалық саңылауға шығарылады.

Осы екі нейрон арасындағы жасушадан тыс аймақтың түрі синаптикалық саңылау деп аталады. Енді жасуша синаптикалық саңылауға нейротрансмиттердің бүкіл қайығын тастады, солай ма? Бұл қалай өшіріледі? Оның не істеуі керек? Иә, Стивен?

Аудитория: Ол қабылдауы мүмкін -- [ЕСІЛДІЛМЕЙТІН].

АДАМ МАРТИН: Стивен дұрыс айтады. Стивен ұсынған пресинаптикалық нейронның осы нейротрансмиттерді қайта сіңіру және осылайша оны қайта өңдеу жолы бар ма? Сондықтан ол оны қайта сіңіруі немесе нейротрансмиттерді бұзуы мүмкін. Әртүрлі нейротрансмиттерлер үшін әртүрлі процесс. Серотонин үшін плазмалық мембранада бар арналар бар және олар серотонинді қайта қабылдауға делдалдық етеді.

Сонымен, сізде негізінен арналар бар - нейротрансмиттер босатылғаннан кейін ол нейротрансмиттерді пресинаптикалық жасушаға қайтадан сорып алады, содан кейін ол нейротрансмиттерді кейінірек қайта пайдалана алады. Осылайша, бұл қайта қабылдау процесі антидепрессанттар жасау үшін есірткі компаниялары пайдаланатын өте маңызды процесті көрсетеді. Сондықтан Prozac және Zoloft сияқты антидепрессанттар бұл қайта қабылдау процесіне әсер етеді. Бұл нейротрансмиттерді синаптикалық саңылауда ұзақ уақыт сақтайды, осылайша сигнал беруді күшейтеді.

Сонымен, бұл препараттардың идеясы мынада: егер сіз серотонин жетіспеушілігінен депрессиядан зардап шегетін болсаңыз, синапс қоздырылғаннан кейін және нейротрансмиттер шығарылғаннан кейін нейротрансмиттердің жасушаға жылдам кері енуіне жол бермеу арқылы оны құтқара аласыз. Сонымен Prozac, Zoloft, бұл селективті серотонинді қалпына келтіру тежегіштері ретінде белгілі дәрілер класы.

Бұл бір ауыз сөз. Бұл қысқартылған SSRIs. Бірақ олардың жұмыс істеу тәсілі нейротрансмиттерді синаптикалық саңылауда ұзағырақ қалдыру болып табылады, осылайша сізде нейротрансмиттер деңгейі төмен болса да, сигнал беруді жақсартасыз.

Мен сондай-ақ мынаны атап өткім келеді, егер біз осы диаграмманы қарасақ, синаптикалық везикулалар сақтандырылады, содан кейін бұл нейротрансмиттерді шығарады. Бірақ бұл везикуладағы барлық техника эндоцитоз арқылы қайта өңделеді, сондықтан оны қайта пайдалануға болады, солай ма? Сондықтан жасушалар заттарды қайта өңдеуде өте жақсы. Егер бұл мембрана болса, сіз эндоцитозды жасайсыз, содан кейін оны кейінірек қайта пайдалана аласыз, солай ма?

Осылайша, нейротрансмиттер ғана емес, сонымен қатар синтез оқиғасына жауап беретін синаптикалық везикулалардағы барлық механизмдер қайта өңделеді. Жарайды, енді мен сізге осы эксперименттің қалай жұмыс істейтінін айтумен аяқтағым келеді, онда біз мидағы белгілі бір нейрондарды белсендіре аламыз және бұл жануардың оянуына әкеледі. Кәдімгі нейронда - бұл соңғы бөлім, оптогенетика. Ал мен мұны өте тез бастан өткеремін.

Бірақ әдетте деполяризацияны тудыру үшін сізге нейротрансмиттер қажет. Бірақ оптогенетика дегеніміз не, жасушаның белсенділігін жарықпен басқару тәсілі, солай ма? Сонымен, бұл жағдайда бізде жарықты тудыратын деполяризация болады. Мұны істеу жолы - жарыққа жауап беретін фотосинтетикалық балдырлардан табылған ақуыз және ол натрий арнасы. Және бұл ақуыз каналродопсин деп аталады, атап айтқанда ChR2. Бұл жарыққа сезімтал ақуыз, онда жарық натрий арнасының ашылуын тудырады.

Осылайша, бұл жасушаны деполяризациялайды. Сіз не істей аласыз, егер сізде нейронның белгілі бір түрінде арнайы экспрессияланған геніңіз болса, сіз сол геннің промоторы мен күшейткіш аймағын алып, оны осы жалғыз компонентке, каналродопсинге, сол ашық оқу шеңберіне байланыстыра аласыз. , рекомбинантты ДНҚ технологиясын қолдану. Егер бұл сіз сынауға тырысып жатқан нейрондарда нақты көрсетілсе, сіз ағзаның миына жарық түсіріп, нейронның осы түрін белсендіре аласыз. Бұл организмнің мінез-құлқындағы нейронның қызметін тексеруге мүмкіндік береді.

Сонымен, бұл жағдайда, бұл тышқан, оның миына жарық түседі және олар тінтуірдің қозуына қатысатын нейронның белгілі бір түрін сынап жатыр және ол оянады. Ойнамайды. Сонымен, бұл жерде бұл жоғарғы жағындағы ми белсенділігі, ал төменгі жағындағы бұлшықет белсенділігі. Сондықтан сіз жарық көресіз. Жарық бар. Көрдіңіз бе? Жарық миға түседі.

Олар осы жиілікте біраз уақыт жарық индукциялайды. Содан кейін олар тінтуірдің қашан оянатынын күтеді. Және дәл қазір оянады. Міне барады. Оянып кетті. Көрдіңіз бе, қазір оның бұлшық еттерінің жұмысы жүріп жатыр, солай ма?

Осылайша, сіз осы тәсілді қолдана отырып, белгілі бір жүйке жасушаларының қызметін тексере аласыз және бұл сізде жарыққа сезімтал натрий арнасы болғандықтан. Сонымен бүгінгі жұмысым бітті. Демалыс күндеріңіз жақсы өтсін. Мен сені дүйсенбі күні көремін.


Теріс бояу процедурасы

  1. Таза, майсыз және құрғақ шыны слайдты алыңыз.
  2. Ең аз тамшысын салыңыз нигрозин тамызғыш арқылы шыны сырғытпаның бір шетіне қарай.
  3. Содан кейін алыңыз егу культуралық пластинкалардан немесе қиғаш культурадан зарарсыздандырылған егілетін ілмек арқылы алып, оны нигрозин тамшысымен араластырыңыз.
  4. Осыдан кейін, басқа таза, майсыз және алыңыз құрғақ шыны слайд және оның бір ұшын ортаға қарай қойыңыз.
  5. Содан кейін, еңкейту шыны сүйір бұрыш жасау арқылы зерттелетін ағзасы бар дақ үстінен сырғытады.
  6. Еңкейтілген слайдты культуралық ағзаның тамшысына тигенше аздап сызыңыз, және сүйреңіз біркелкі, кең және етіп жасау үшін оны шыны сырғытпаның шетінен өткізіңіз жұқа бактериялық жағынды.
  7. Шыны сырғытуға рұқсат етіңіз ауада құрғақ (жылумен бекітпеңіз).
  8. Соңында бір тамшысын салыңыз майға батыру және микроскоптың астындағы шыны слайдты сұр түсті өңі бар түссіз бактерия жасушасының пайда болуын бақылаңыз.


Артықшылықтары

  • Теріс бояу арқылы мөлдір боялмаған жасушалар қара түсті боялған фонда оңай байқалады.
  • Теріс бояу әдісі үлгіні жылумен бекітуді қамтымайды. Нәтижесінде жасуша жылу әсерінен деформацияланбайды.
  • Ол сондай-ақ ыстыққа сезімтал микроорганизмдерді бояй алады Спирохеттер, Ашытқылар т.б.
  • Теріс бояу әдісі сонымен қатар әртүрлі микроорганизмдердің жасуша қабырғасының айналасындағы мөлдір капсуланы зерттеуге мүмкіндік береді. Cryptococcus neoformans.
  • Бұл бір ғана қышқыл дақты қолдануға мүмкіндік беретін өте оңай және жылдам әдіс.

Кемшіліктері

  • Теріс бояу жасушаның өлшемі, пішіні мен орналасуынан гөрі жасуша туралы көп ақпарат бермейді.
  • Бұл әдісті қолдану арқылы біз белгілі бір штаммды немесе ағзаның түрін зерттей алмаймыз.

Қорытынды

Демек, теріс бояу әдісі микроорганизмді бір қышқыл бояумен зерттеудің қарапайым әдісі болып табылады деп қорытынды жасауға болады. Теріс бояу нәтижесінде күңгірт түсті өңі бар дақсыз немесе мөлдір үлгі пайда болады.

Теріс зарядталған дақ пен үлгі арасында серпілу орын алады, содан кейін біз әртүрлі пішіндер мен өлшемдердің жасушаларын бақылай аламыз. боялмаған контурлар қарсы а боялған фон.


Неліктен кейбір адамдар безгекке қарсы сәтті емдеуден кейін безгекке оң нәтиже береді?

Безгекпен ауыратын науқастарды емдеу алдымен расталған диагнозды қажет етеді. Жақында барлық диагностикалық сынақтар бірдей емес екені белгілі болды және кейбір сынақтар, соның ішінде жедел диагностикалық сынақтар (RDTs) пациенттердің белгілі бір топтарында жалған оң нәтижелер көрсетуі мүмкін. Келесі зерттеу арнайы безгек антигендерін танитын әртүрлі безгек РДТ-ларының дәлдігін зерттейді.

Адамның безгек паразиті оны емдеу үшін қолданылатын әрбір дәріге, әсіресе бірінші қатардағы емге, ACT (артемизинин аралас терапиясы) жартылай төзімділігін дамытты.

ACT төзімділігінің одан әрі таралуын тежеу ​​үшін 2010 жылы Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы безгекке қарсы барлық күдікті жағдайларға безгекке қарсы дәрі-дәрмек беру алдында паразиттік диагнозды (қызба сияқты сыртқы белгілерге негізделген болжамды емнің орнына) алуды ұсынды.

Бұл көптеген жергілікті клиникалар үшін қиын болды, өйткені паразиттерге негізделген диагноз ең алдымен микроскоптың астында қан үлгілерін бақылауға негізделген, бұл қымбат жабдықты және оқытуды пайдаланатын уақытты қажет етеді, бұл шағын ауқымды медициналық клиника үшін оңай қол жетімді емес және үнемді де емес.

Дегенмен, жылдам диагностикалық сынақтар (RDTs) әзірленді, оларды пайдалану жылдам, оңай және арзан. Бұл сынақтар жүктілік сынақтарына ұқсайды, безгек жұқтырған қан үлгісі болған кезде дисплейде индикаторлық жолақ пайда болады. RDT безгек паразиті шығаратын антигендерді (инфекцияны көрсететін белоктар үшін қосымша термин) анықтау арқылы жұмыс істейді және индикатор диапазонында флуоресцентті тудыратын химиялық реакцияны тудырады.

2010 және 2015 жылдар аралығында бүкіл әлем бойынша өндірушілердің РДТ сатылымы 90 миллионнан 270 миллионға дейін үш есеге өсті, ал 2015 жылы РДТ безгекке күдікті жағдайлар үшін қолданылған диагностикалық тестілеудің 74%-ын құрады. Алдын ала паразиттің болуын растамай-ақ берілетін безгекке қарсы препараттардың санын азайту арқылы шамадан тыс емдеу жылдамдығы төмендейді және безгекке қарсы төзімділіктің даму ықтималдығы төмендейді.

Антиген тұрақтылығының ұзақтығын түсіну жақында емделген адамдардан алынған РДТ-ны дұрыс түсіндіру үшін өте маңызды.

Безгекке қарсы сәтті емдеуден кейін безгек паразиттері қан ағымынан тазарып, емделген адам бір-екі күннен кейін өзін жақсы сезіне бастайды.

Осы кезде диагностика мақсатында РДТ қолдану мәселесі туындайды. Жақында тазартылған безгек паразиттері шығаратын антигендер емдеуден кейін қанда біраз уақыт сақталады және антиген тұрақтылығының бұл ұзақтығы өте өзгермелі болып табылады. Сондықтан, жақында емделген адам безгекпен ауырмағанына қарамастан, сынақтан өтсе, кейінгі RDT сынақтары әлі де оң болуы мүмкін.

Егер тест оң нәтиже берсе, адам екінші рет қызбамен ауырса, дәрігер оларды безгекпен қайта жұқтырған деп болжауы мүмкін, бірақ адам басқа ауруды жұқтырған болуы мүмкін болса, қосымша мәселелер туындауы мүмкін. безгек ауруын тудыратын ауру (мысалы, денге вирусы немесе туберкулез), бірақ бұрынғы безгек инфекциясының антигендері оң РДТ қайтару үшін әлі де жеткілікті үлкен мөлшерде сақталады.

Антиген тұрақтылығының ұзақтығын түсіну жақында емделген адамдардан алынған РДТ-ны дұрыс түсіндіру үшін өте маңызды және клиникалардың ACT төзімділігіне ықпал ететін безгектік емес қызбаларды дұрыс басқара алмау ықтималдығын азайтады.

Жақында жарияланған басылымда Безгек журналы Оксфорд университетіндегі безгек атлас жобасы бойынша авторлар емдеуден кейін RDT позитивтілігінің сақталуын құжаттайтын зерттеулерді жүйелі түрде жинақтады және емдеуден кейін RDT оң болып қалу уақытын өлшеу үшін деректер жиынтығына Байесиялық өмір сүру үлгісін қолданды.

Авторлар РДТ-ның шамамен жартысы емдеуден кейін бір аптадан астам уақыт бойы оң болып қалды, ал шағын бөлігі емдеуден кейін үш аптадан астам уақыт бойы оң болып қалды.

РДТ әртүрлі нысандарда келеді, әдетте безгек антигендерінің біреуін немесе екеуін де сынайды: гистидинге бай ақуыз II (HRP2) және Плазмодий лактатдегидрогеназа (pLDH) ферменті. Бұл зерттеу РДТ-ның осы екі түрі арасында HRP2-анықтайтын RDT-тер безгекке қарсы сәтті емдеуден кейін pLDH-анықтайтын RDT-ге (немесе HRP2 және pLDH екеуін де бір мезгілде анықтайтын біріктірілген RDT) қарағанда әлдеқайда ұзақ тұрақты оңдылық көрсеткенін көрсетті.

Осы нәтижелерге қоса, зерттеу іріктелген пациенттердің жас диапазондары бойынша жинақталған зерттеулерді зерттеді және балалардың ересек емделушілерге қарағанда тұрақты позитивтіліктің ұзағырақ ұзақтығын бастан кешірді. Бұл, ең алдымен, балалардағы безгек инфекцияларының қандағы паразиттердің жоғары тығыздығымен байланысты болуымен байланысты және безгекпен ауыратын аймақтардағы ересектер әдетте қандағы паразиттердің тығыздығын төмен ұстайтын безгекке қарсы иммундық реакцияларды дамытады.

Осы зерттеудің нәтижелері емхана дәрігерлерінің жақында емделген пациенттердің оң РДТ нәтижелерін сақтықпен емдеуі керек екенін көрсетеді, әсіресе пациент жас болса және дәрігер тек HRP2 анықтайтын RDT-ге қол жеткізе алса.

Бақытымызға орай, әлемнің көптеген аймақтарында безгектің таралуының төмендеуі жалғасуда, сәтті емделгеннен кейін адам популяциясы үшін қайта жұқтыру ықтималдығы азайып барады. РДТ-лар бұл дамуға аз үлес қосты, бірақ оларды дұрыс пайдалану осы үрдісті жалғастыруда маңызды рөл атқарады. Безгектің шамадан тыс диагностикасы безгекке қарсы препараттардың шамадан тыс тағайындалуына және жаһандық безгекті емес безгектерді жүйелі түрде дұрыс басқармауға әкеледі. Жеке деңгейде оңтайлы денсаулық нәтижесіне қол жеткізу үшін пациент үшін мүмкін болатын ең жақсы диагнозды қамтамасыз ету өте маңызды.


Негізгі

Әрекет потенциалы

Әрекет потенциалы қандай құбылысты сипаттайды қозғыш жасушалар құру электрлік сигнал арқылы иондардың мембрана бойымен қозғалуы. Әрекет потенциалының негізгі белгілері:

  • Ол сүйенеді иондықградиенттерБұрыннан бар иондық градиенттер иондардың мембрана арқылы қозғалысы үшін қажет. Мембрананың әртүрлі иондарға өткізгіштігін өзгерту (яғни иондық арналарды ашу және жабу) жасушаның мембраналық потенциалын өзгертуге мүмкіндік береді.
  • Бұл болжауға болатынжылытабиғат – Әрекет әлеуетінің пішіні қозғыш жасуша түрлерінің арасында өзгеруі мүмкін болғанымен, белгілі бір жасуша түрінде (мысалы, нейрон) әрекет потенциалы әр уақытта бірдей болуы керек.
  • Бұл 'бәрі немесе ештеңе– Әсер ету потенциалы пайда болуы үшін мембранадағы кернеу a-ға жетуі керек табалдырықдеңгейі осы шекті мәннен кез келген төмен және ешқандай әрекет потенциалы іске қосылмайды.
  • Бұл амплитудасын жоғалтпай таралады – The күш әрекет потенциалы болып табылады сақталады аксон ұзындығы бойымен деполяризацияның жергілікті таралуы жаңа әсер ету потенциалдарын тудырады.

Әрекет потенциалы қозғалысына тәуелді Na + және K + иондары. Еске салайық Na + ағыны себептері деполяризация, ал K + ағын себептері гиперполяризация.

Әрекет потенциалының кезеңдері келесідей:

  1. Бастапқы ынталандыру - Бұл бастапқыдеполяризация сол триггерлер әрекет потенциалы, ол әдетте байланысты Na+ қозғалысы , не рецепторлардың белсендірілуіне, не көршілес әрекет потенциалынан деполяризацияның жергілікті таралуына байланысты.
  2. Деполяризация – Бастапқы деполяризация шегіне жетсе табалдырықдеңгейі, шамамен -55 мВ, кернеуі бар Na+ арналары (VGSCs) жылдам деполяризацияға әкелетін ашық.
  3. Реполяризация – Мембрана толық деполяризациядан кейін мембрана қайтадан теріс болады VGSCs болу белсендірілмеген және кернеуі бар K+ арналары ашық.
  4. Гиперполяризация – Көбінесе ұяшықасып түседі' the реполяризацияфазасы K + қозғалысына байланысты, нәтижесінде қысқа мерзімді гиперполяризация тыныштық мембранасының потенциалына қайта оралмас бұрын.

Диаграмма – нейрондық әрекет потенциалының кезеңдерін көрсететін график

SimpleMed түпнұсқасы Джошуа Брей

Кернеумен жабылған Na + арналары және отқа төзімді кезең

Кернеумен жабылған Na + арнасы басқа иондық арналардан ерекшелігімен ерекшеленеді ашық немесе жабық, оның да ' барбелсендірілмегенкүй. VGSC айналады белсендірілмеген жауап ретінде деполяризация және бұл күйде Na + иондары арна арқылы өте алмайды. Арна қайта ашылмас бұрын белсендірілмеген күйден алдымен жабық күйге «қалпына келтіруі» керек. Бұл үшін негіз болады отқа төзімді кезең.


Диаграмма - жабық, ашық және белсенді емес күйдегі кернеуі бар Na + арналары

SimpleMed түпнұсқасы Джошуа Брей

The отқа төзімді кезең жасушаның уақыт аралығын сипаттайды мүмкін емес жасау а әрекет потенциал. Сізге таныс болуы керек 2 термин бар:

  • Абсолютті төзімділік кезеңі – Осы кезеңде жасуша мүмкін емесжасау әрекет потенциалы кез келген, өйткені барлық Na + арналары белсендірілмеген күй.
  • Салыстырмалы төзімділік кезеңі – Бұл кезеңде жасуша тудыра алады басқа әрекет потенциалы болса да Қаттырақ осылай істеу. Бұл VGSCs болғандықтан басыдейінқалпына келтіру, дегенмен кейбіреулері әлі белсенді емес. Салыстырмалы отқа төзімділік кезеңі барлық Na+ арналары қалпына келген кезде аяқталады.

Жергілікті анестетиктер, сияқты лидокаин, жұмысы Na + арналарын блоктау шағында афферентті нейрондар үшін жауапты ауырсыну. Бұл арналарды блоктау арқылы ол алдын алады деполяризация сондықтан әрекет потенциалын құру мүмкін емес. Ол жиі 'деп аталадықолдануға тәуелдіблок, бұл препараттың ашық немесе белсенді емес күйдегі Na + арналарын блоктауға артықшылық беретінін білдіреді.

Бұл жарнама - біз оларды SimpleMed қолданбасын тегін сақтау үшін қолданамыз! Егер сізге ұнайтын нәрсені көрсеңіз, оны басыңыз - бұл сайтты қолдайды :)

Әрекет потенциалының таралуы

Бұл әрекет потенциалының аксонның бүкіл ұзындығы бойынша (ұзындығы 1 метрге дейін болуы мүмкін!) таралуы немесе таралуы үшін қажет. Бұл әрекетті орындау үшін, бар жергілікті тарату бойынша ток бұл аксонның ұзындығы бойынша жаңа әсер ету потенциалдарын тудырады.

Жергілікті ток теориясы мембрананың белгілі бір нүктесіндегі деполяризация мембрананың айналасындағы аймақта деполяризацияның таралуын тудырады. Себебі Na+ иондарының ағыны жасушадағы басқа оң иондарды итермелейді, соның нәтижесінде жергілікті деполяризация. Алайда, бұл ток неғұрлым кең тараған сайын, ол әлсірейді.

The тұрақты ұзындық (λ) болып табылады қашықтық саяхаттады мембрана потенциалы бастапқы мәнінің 37%-ына дейін төмендегенге дейін (яғни ұзындық тұрақтысы неғұрлым жоғары болса, амплитудасын жоғалтпай зарядтың одан әрі таралуы). Ұзындық тұрақтысы 2 фактормен анықталады:

  1. Мембрананың сыйымдылығы (Cм) - Бұл қабілетісақтаузаряд. The жоғарырақ сыйымдылық, Жайрақ мембрана потенциалының өзгеруі (төменгі ұзындық тұрақтысы).
  2. Мембраналық қарсылықм) – Бұл анықталады саныбойыншаашықионарналар. The аз арналар ашық, жоғарырақ the қарсылық және әрі қарай кернеудің өзгеруі болады тарату аксон бойымен (ұзындығы жоғары тұрақты).

Жүйкенің берілуі тезірек жүзеге асады миелинизация жүйке талшықтарынан. Аксондар деп аталатын майлы затпен оралған миелин, бірақ аксонның кішкене бөліктері миелинсіз қалады және олар деп аталады Ранвье түйіндері. Миелинді аксонның мембранада иондық арналары жоқ екенін ескеру өте маңызды, арналар тек Ранвье түйіндерінде болады.

Кескін - миелин қабығының көлденең қимасын көрсететін электронды микрографиялық сурет

My = Миелин қабығы, Mt = Митохондрия, Акс = Аксональды цитоплазма, N = Шванн жасушасының ядросы

Roadnottaken ұсынған Creative Commons көзі [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

The миелин қабық ретінде әрекет етеді электрлік оқшаулағыш, туғызады жергілікті ток дейін тарату -ға Келесі түйін келесі әрекет потенциалы пайда болғанға дейін. Бұл былай сипатталады тұзды өткізу, өйткені әрекет потенциалы 'секірутүйіннен түйінге. Бұл көп Тезірек Әрекет потенциалдары аксонның бүкіл ұзындығы бойынша үздіксіз жасалуы керек болса.

Миелинизация арқылы өткізгіштігін жақсартады ұлғайту the ұзындығы тұрақты. Бұған қол жеткізіледі:

  • Мембрананың сыйымдылығының төмендеуі (Cм)
  • Мембраналық төзімділіктің жоғарылауы (Рм)

Диаграмма - тұзды өткізгіштігін көрсететін миелинді жүйке аксонының моделі

SimpleMed түпнұсқасы Джошуа Брей

Демиелинизация аурулар, сияқты бірнеше склероз (MS) және Шарко-Мари-Тіс ауруы, нәтижесі сындыру бойынша миелин қабығы. Олармен сипатталады бұзылған жүйке берілу. Зақымдалған миелин қабықшасының аймақтары (бляшкалар) төмен қарсылыққа және жоғары сыйымдылыққа ие, сондықтан жергілікті ток келесі түйінге таралмайды, сондықтан келесі әрекет потенциалы пайда болмайды.

Бұл жарнама - біз оларды SimpleMed қолданбасын тегін сақтау үшін қолданамыз! Егер сізге ұнайтын нәрсені көрсеңіз, оны басыңыз - бұл сайтты қолдайды :)

Жүйке-бұлшықет түйіні

Жүйке-бұлшықет түйіні болып табылады синапс арасында нейрон және қаңқа бұлшықет ұяшық. Барлық синапстар сияқты, ол қамтиды нейротрансмиттер шығару ол синапстық саңылау арқылы таралады және постсинаптикалық мембранадағы рецепторларды белсендіреді – жүйке-бұлшықет түйінінде бұл нейротрансмиттер ацетилхолин (ACh).

Жүйке-бұлшықет түйінінде синаптикалық берілу процесі келесідей:

  1. The әрекетпотенциалкеледі синаптикалық терминалда және жергіліктідеполяризация себептері кернеуі бар Са 2+ арналары дейін ашық, нәтижесінде Ca 2+ ағыны.
  2. Ca 2+ байланысады синаптостагмин үстінде пресинаптикалық мембрана, ол қабықшаға ACh бар көпіршіктерді әкеліп, а құрайды тұзақкешен. Нәтижесінде ACh арқылы шығарылады экзоцитоз.
  3. ACh синапстық саңылау арқылы таралады және онымен байланысады никотиндікAChрецепторлар (nAChRs) үстінде сарколемма (бұл аймақ «мотордың соңғы тақтасы» деп аталады). Бұл рецепторлардың белсендірілуіне әкеледі Na + ағыны және нәтижесінде деполяризация -ның Соңытабақ. ACh деп аталатын фермент арқылы ыдырайды ацетилхолинэстераза (AChE) және оның құрамдас бөліктері қайта өңдеу үшін нейронмен қабылданады.
  4. Сарколемма арқылы деполяризацияның жергілікті таралуы VGSC-тердің ашылуына әкеледі, нәтижесінде әрекет потенциалы пайда болады. Әрекет потенциалы қаңқа бұлшықет талшығының жиырылуын бастайды, бұл процесс жасушаішілік Ca 2+ жоғарылауымен жүреді (Мембраналық тасымалдау туралы мақаланы қараңыз).

Диаграмма - Жүйке-бұлшықет түйісуіндегі синаптикалық беріліс

SimpleMed түпнұсқасы Джошуа Брей

Жүйке-бұлшықет түйініндегі әрекетті блоктайтын препараттар ретінде қолдануға болады бұлшықет босаңсытқыштар -мен бірге жалпы анестезия. Олар әсіресе эндотрахеальды интубацияны жеңілдету үшін вокалдық сымдарды босаңсыту үшін пайдалы.

Нерв-бұлшықет блокаторлар 2 түрлі механизм арқылы жұмыс істей алады:

  1. Деполяризацияланбайтын блокаторлар (мысалы, рокуроний бромиді) – ТікелейблокnAChRs қозғалтқыштың соңғы тақтасында, осылайша деполяризацияны болдырмайды.
  2. Деполяризациялаушы блокаторлар (мысалы, сукцинилхолин) – Бұл препараттар белсендіруnAChRs, дегенмен тұрақтыдеполяризация айналасындағы Na + арналарының белсендірілмеген күйіне әкеледі, сондықтан әрекет потенциалын тудыру мүмкін емес.

Миастения грависі болып табылады аутоиммунды ауру қайда аутоантиденелер мақсат және nAChR-ларды жою жүйке-бұлшықет түйінінде, сондықтан соңғы пластина потенциалының әрекет потенциалын генерациялау шегіне жетуі қиынырақ. Бұл аурумен сипатталады шаршағыш бұлшықет әлсіздік және пайдалана отырып емделеді ацетилхолинэстераза ингибиторлар сияқты пирдостигмин.


Бейнені қараңыз: Нағыз қаңтар нұсқасы физика (Мамыр 2022).