Sinh lý sinh lý điện thế màng và điện thế hoạt động

Trang 1 Sinh lý điện thế màng và điện thế hoạt độngMục tiêu :1.. Trình bày đựợc các nguyên nhân tạo điện thế nghỉ và điện thế hoạt động.. Trang 2 Khi màng bị kích thích, có sự thay đổi đ

Sinh lý điện thế màng và điện

thế hoạt động

Mục tiêu :

1 Trình bày đựợc các nguyên nhân tạo điện thế nghỉ và điện thế hoạt động.

2 Trình bày đợc sự phát sinh và sự lan

truyền của điện thế hoạt động.

Khi màng bị kích thích, có sự thay đổi điện thế của màng so với lúc nghỉ, điện thế này xuất hiện và đợc dẫn truyền dọc theo màng, đó là

điện thế hoạt động

Bình thờng ở trạng thái nghỉ, hai bên màng

tế bào có sự chênh lệch điện tích, tạo một điện thế giữa hai bên màng, điện thế này đợc gọi là

điện thế màng lúc nghỉ.

1.C¬ së vËt lý cña ®iÖn thÕ mµng

1.1 Sù khuÕch t¸n cña c¸c ion, ®iÖn thÕ khuÕch t¸n

Ion D.Ng bµo D.Néi.bµo §§thÕ K.T¸n

Na+ 142 mEq/ l 14 mEq/ l +61 mV

K+ 4 mEq/ l 140 mEq/ l -94 mV

Cl- 103 mEq/ l 4 mEq/ l -70 mV

• Theo nh bảng trên thì bên trong màng tế bào có nồng độ ion kali cao hơn khoảng

35 lần so với bên ngoài Ngợc lại, nồng

độ ion natri ở bên ngoài màng cao hơn

bên trong màng khoảng 10 lần.

• Do có sự chênh lệch nồng độ giữa hai bên màng mà ion có xu hớng khuếch tán từ

nơi nồng độ cao đến nơi nồng độ thấp

• Vậy điện thế khuếch tán là điện thế màng

đợc tạo ra do sự khuếch tán ion qua

màng.

1.2 Ph ương trình Nernst

• Điện thế Nernst - hay điện thế khuếch tán - đối với một loại ion là điện thế màng đợc tạo ra do

sự khuếch tán của ion đó qua màng

• Điện thế Nernst (mV) =

• Trong đó:

Ci là nồng độ ion ở trong màng tế bào

Co là nồng độ ion ở ngoài màng tế bào

C

C log 61

O

i



C

C log

61

O i



1.3 Cách tính điện thế khuếch tán khi màng thấm nhiều ion khác nhau: (Phơng

trình Goldman)

EMF(mV) = - 61 log

Trong đó :

EMF :là điện thế bên trong màng.

C :là nồng độ của ion.

P :là tính thấm của màng đối với ion tơng ứng

2.Điện thế nghỉ

• Khi tế bào ở trạng thái nghỉ điện thế mặt trong

màng có trị số âm so với mặt ngoài, điện thế

này đợc gọi là điện thế nghỉ của màng

• Trị số điện thế nghỉ của màng tế bào khác nhau tùy thuộc vào loại tế bào:

ở thân nơron là - 65 mV, ở sợi thần kinh lớn và sợi cơ vân là -90 mV, ở một số sợi thần kinh

nhỏ là - 60 đến - 40 mV

2.2 Các nguyên nhân gây ra điện thế

nghỉ

• Bơm Natri – Kali – ATP ase

• Sự rò rỉ ion qua màng

Cổng của kênh kali đóng không chặt bằng cổng của kênh natri, nên sự rò rỉ kali từ trong ra ngoài màng lớn hơn sự rò rỉ natri từ ngoài vào trong màng tới 100 lần.

Ion âm trong tế bào do kích thớc lớn không qua đợc

màng tế bào ra ngoài (phân tử protein, phosphat ) cũng làm cho điện thế bên trong màng âm hơn so với bên

ngoài.

2.3 Các yếu tố tham gia tạo điện thế nghỉ:

Điện thế do khuếch tán ion kali := -61 x log 35 = - 61 x 1,54 = -94 mV

Điện thế do khuếch tán ion natri:= - 61x log 1/10=-61x(- log10) = - 61 x ( -1) = +61 mV

Nhưng tớnh thấm của ion Kali gấp 100 lần tớnh thấm của ion Natri nờn:

• Dựa vào phơng trình Goldman tính đợc điện thế khuếch tán của cả hai ion natri và kali là -86 mV.

Điện thế do hoạt động của bơm Na+ - K – ATPase :-4 mV.

• Tóm lại điện thế màng lúc nghỉ là -90 mV (ở màng tế bào

cơ tim, cơ vân, sợi trục lớn của tế bào thần kinh )

3.Điện thế hoạt động

Định nghĩa:

• Điện thế hoạt động là những thay đổi điện thế

nhanh, đột ngột mỗi khi màng bị kích thích chỉ trong khoảng thời gian một vài phần vạn giây

• Trong trạng thái nghỉ màng có điện thế nghỉ,khi màng bị kích thích sẽ có sự thay đổi đột ngột từ

điện thế nghỉ sang điện thế hoạt động

Các giai đoạn của điện thế

hoạt động

• Giai đoạn khử cực:

• Khi bị kích thích màng đột nhiên trở nên có tính

thấm rất cao đối với ion Na+ làm cho một lợng lớn

ion Na+ ùa vào bên trong tế bào

• Điện thế màng từ -90 mV chuyển nhanh sang phía

điện thế dơng

• ở những sợi thần kinh lớn còn có hiện tợng "quá

đà" tức là điện thế không những tăng lên đến 0mV

mà còn tăng lên đến trị số dơng

Giai đoạn tái cực:

• Vài phần vạn giây sau khi màng tăng vọt tính

thấm với ion Na+ thì kênh natri bắt đầu đóng lại.

Lúc này kênh kali mở rộng ra, ion K+ khuếch tán

ra ngoài, làm mặt trong màng bớt dơng hơn, rồi

lại trở nên âm hơn mặt ngoài nh trong trạng thái nghỉ

• Điện thế nghỉ của màng cũng đợc tái tạo lại với trị số -90 mV

Giai đoạn u phân cực:

• Do sự mở các kênh kali chậm hơn và vẫn tiếp tục

mở trong vài miligiây sau khi điện thế hoạt động chấm dứt, nên sau giai đoạn tái cực điện thế

màng không chỉ trở về mức điện thế lúc nghỉ (-90 mV) mà còn âm hơn nữa (có thể tới khoảng -100 mV), sau đó mới trở về bình thờng.

• Vì vậy giai đoạn này đợc gọi là giai đoạn u phân cực

Cơ chế phát sinh điện thế hoạt động

• Điện thế hoạt động đợc khởi đầu bằng một vòng

feedback dơng mở kênh natri.

Ngỡng tạo điện thế hoạt động

• Sự tăng điện thế màng đến một mức nào đó thì làm phát sinh điện thế hoạt động, mức tăng đó đợc gọi

là ngỡng tạo điện thế hoạt động

Sự thích nghi của màng

cần phải vợt qua một ngỡng kích thích cao hơn

nữa, thậm chí phải tăng lên các trị số dơng mới tạo

đợc điện thế hoạt động

Sự lan truyền điện thế hoạt động

• Cơ chế của lan truyền điện thế hoạt động là sự tạo

nên một "mạch điện" tại chỗ, giữa vùng đang khử

cực và phần màng ở vùng tiếp giáp

• ở tế bào thần kinh điện thế hoạt động lan truyền dọc sợi trục, làn sóng lan truyền đợc gọi là "xung động

• Hớng lan truyền của điện thế hoạt động là hai

truyền một chiều qua synap .