vat lyly sinh y hoc dien the o sinh vat song

ÔN TẬP LẠI MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ VẬN CHUYỂN QUA MÀNG TẾ BÀO MÀNG TẾ BÀO THẦN KINH Mỗi tế bào thần kinh bọc màng tế bào, làm lớp phospholipid kép Màng gần không thấm ion Để vận chuyển ion vào tế bào thần kinh, màng có protein rải cắm chi chit (50% cấu trúc màng) phân loại sau theo chất - Bơm ion: sử dụng lượng tế bào để liên tục vận chuyển ion vào chống lại xu khuếch tán (từ vùng có nồng độ thấp đến khu vực có nồng độ cao) Chúng tạo khác biệt nồng độ ion bên bên tế bào thần kinh Bơm ion quan trọng bơm Na+ K+ - Kênh ion:  Một số protein tạo nên lỗ màng, cho phép phân tử “trôi” từ phía sang phía màng Một cách hình tượng, protein tạo nên “kênh” thuận lợi cho chất hóa học tan nước qua Có kênh cho phân tử nước (aquaporins)  Có nhiều loại “kênh” phụ thuộc chất protein cấu thành Một số “kênh” cho ion đặc thù qua gọi “kênh ion”, thí dụ kênh K+, kênh Na+ Các kênh ion đóng vai trò đặc biệt quan trọng hoạt động sống thể  Qua kênh, ion vận chuyển tự nhiên từ vùng có nồng độ cao đến vùng có nồng độ thấp nhờ gradient nồng độ qua màng  Tuy nhiên, không giống việc vận chuyển liên tục bơm ion, việc vận chuyển kênh ion không liên tục Chúng mở cho loại ion định theo chiều định (tính thấm chọn lọc) chúng mở đóng ion để đáp ứng với tín hiệu từ môi trường, loại thứ hai kênh ion có chế “cổng”  Mặc dù có khác biệt nhỏ bán kính kênh, ion kích thước dù khác qua kênh "lạ" Ví dụ, Na+ Ca++ qua kênh Ka+  Một kênh có chế “cổng” có số trạng thái khác (tương ứng với hình thái khác protein), trạng thái mở đóng  Nhìn chung, trạng thái đóng co hẹp lỗ, phần riêng biệt protein phủ lên lỗ làm cho ion không qua  Kênh ion có chế “cổng” phân loại theo chế chúng phản ứng với môi trường quanh chúng Hai chế 1- kênh ion có chế cổng nhạy cảm với điện áp (có cổng điện áp) , chúng mở đóng đáp ứng với độ lớn điện áp qua màng Kênh có vai trò đặc biệt quan trọng phát sinh điện hoạt động (xem sau) 2- Kênh ion có chế “cổng” điều khiển phối tử gắn với (có cổng phối tử) tạo thành loại kênh quan trọng Các kênh ion mở đóng để đáp ứng với gắn vào phân tử gọi phối tử, thí dụ chất dẫn truyền thần kinh , kênh đóng vai trò định dẫn truyền tín hiệu qua synap  Các tác động từ môi trường gây nên đóng mở đa dạng chất chế đóng mở có loại nêu Ngoài điện thế, tác động gây mở đóng lực học, nhiệt độ, ánh sáng, hóa chất áp lực CÁC HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TRÊN TẾ BÀO SỐNG (tế bào thần kinh) Điện Màng Điện nghỉ Điện hoạt động (các nội dung có GT Vật lý – Lý sinh y học) Sự lan truyền điện hoạt động Trong trường hợp tế bào lớn, thí dụ tế bào thần kinh với sợi trục kéo dài (axon), điện hoạt động phát sinh vùng màng tế bào (màng bị kích hoạt) kéo theo kích hoạt nối tiếp khoảng cạnh màng xung điện động lan truyền theo suốt tế bào Các xung điện truyền qua mô tế bào bị kích hoạt kéo theo kích hoạt tế bào bên cạnh Cơ chế lan truyền điện hoạt động Đối với màng tế bào bình thường, « trơn » bao myelin • Các dòng điện chỗ đóng vai trò tác nhân kích thích thứ cấp vùng kề cận vị trí màng tế bào bị kích hoạt (xem sách giáo khoa) • Các vùng nối tiếp màng bị kích hoạt theo cách • Tốc độ truyền xung điện động tỷ lệ thuận bán kính sợi thần kinh Đối với màng tế bào bọc bao myelin (phần thuộc axon) • Bao myelin cách điện sợi trục không cho ion qua màng Các vùng hẹp không bị bọc myelin phân bố đặn màng, gọi nút Ranvier , điện hoạt động tạo • mật độ kênh ion màng eo Ranvier lớn nhạy cảm, dễ bị kích hoạt • màng tế bào vùng bọc myelin gần kênh ion bị hở, phần màng vốn bọc bao myelin sợi trục thần kinh không “kích hoạt được” tức không sản sinh điện hoạt động • Các dòng điện chỗ truyền từ eo Ranvier bị kích hoạt đến eo Ranvier « yên tĩnh » kích hoạt màng • Cách dẫn truyền tiết kiệm lượng tốc độ truyền cao nhiều so với sợi thần kinh trơn • Tổn thương bao myelin gây bệnh thần kinh nghiêm trọng bệnh đa xơ cứng thần kinh xung điện động (tín hiệu điều khiển từ thần kinh trung ương hay tín hiệu từ quan thụ cảm) không truyền bị sai lệch sợi thần kinh có bao myelin bị « hở » Sự lan truyền điện hoạt động qua synap Các Neuron synap hóa học     Hệ thần kinh thể sống cấu thành từ vô số neuron (các tế bào thần kinh) liên kết với liên kết với tế bào loại khác mà hệ thần kinh điều khiển Cấu trúc neuron nói chung có sợi trục lớn, dài gọi axon nhánh ngắn xúc tu gọi dendrite (cành) Phần cuối axon lại phân thành số nhánh (các chồi) dẫn đến điểm tiếp xúc với neuron khác hay tế bào loại khác neuron (thí dụ cơ, tuyến,…)   Đóng vai trò tín hiệu mang thông tin thể sống xung điện hoạt động phát sinh tế bào lan truyền thay đổi điện màng khả lan truyền Chức bắt buộc phải có neuron đảm bảo dẫn truyền tín hiệu từ neuron đến tế bào mà tiếp xúc Dendrite (cành) Chồi axon Đầu cuối chồi axon tiếp xúc với tế bào tiếp nối liên kết đăc biệt gọi synap hóa học Cấu trúc synap hóa học gồm ba khu vực Khe mỏng ngăn cách màng hai tế bào khu vực tiếp giáp gọi khe synap Màng tế bào phía đầu axon - màng trước synap Màng tế bào tiếp xúc khe synap phía tế bào tiếp nối - màng sau synap  Sự dẫn truyền tín hiệu qua synap Điện hoạt động lan truyền theo axon, tỏa chồi tới synap Tại xung điện hoạt động kích hoạt trình phức tạp tinh vi màng trước synap , qúa trình tiếp tục kéo theo trình xảy màng sau synap Kết màng sau synap xuất thay đổi điện màng dẫn đến xuất điện hoạt động tín hiệu truyền từ tế bào sang tế bào khác - Cơ chế dẫn truyền tín hiệu qua synap Trước synap phải axon Trong chồi axon có hình cầu nhỏ bao bọc màng phosphorlipid kép (giống màng tế bào) gọi nang synap Trong nang chứa neurotransmitter – phân tử dẫn truyền thần kinh Từ sau dùng thuật ngữ neurotransmitter cho ngắn gọn Các nang “cập bến” gần màng trước synap Nang synap Chất dẫn truyền thần kinh – neurotransmitter Bơm tái hấp thu neurotransmitter ++ Kênh Ca cổng điện áp Thụ cảm thể – kênh ion cổng phối tử Trước synap Chồi axon Khe synap Sau synap – thân cành neuron, cơ, … Trong chồi trước synap:  Khi xung điện hoạt động lan đến màng trước synapà điện màng thay đổi (đảo phân cực) làm số kênh Ca++ cổng điện áp mở cho ion Ca ++ tràn vào tế bào  Nồng độ ion Ca++ tăng cao lại kích hoạt protein nhạy cảm với Ca++ bám vào nang synap làm cho trình sau diễn (sự xuất bào)  protein thay đổi hình thái làm màng nang “cập bến” hòa nhập với màng trước synap  Tiếp theo lỗ hổng xuất thông bên nang với khe synap Các neurotransmitter từ nang phóng khe synap khuếch tán tới màng sau synap thoát khỏi khe synap Trên màng sau synap:  neurotransmitter bị “bắt “ receptor (thụ cảm thể) protein phân bố màng sau synap  Các thụ cảm thể kênh ion có chế cổng – cổng phối tử Sau “bắt” neurotransmitter, thụ cảm thể thay đổi trạng thái mở cho ion định qua  Dòng ion qua kênh mở gây nên biến đổi chỗ điện màng sau synap , tăng giảm tùy thuộc thụ cảm thể kênh ion loại nào, dấu chiều ion qua màng  Nếu kênh Na+, dòng Na+ tràn vào tế bào sau synap làm cho điện màng tăng lên (bớt âm hay gọi màng bị khử cực) Nếu kênh K+ Cl- dòng K+ dòng Cl- vào làm điện màng giảm xuống (trở nên âm hay gọi màng bị phân cực vượt mức) Yêu cầu : Sinh viên cần phải hiểu dòng ion vào hay dẫn tới tăng hay giảm điện màng  Có hai loại synap: hưng phấn ức chế - Synap hưng phấn: xung điện động truyền tới làm màng sau synap bị khử cực, điện hoạt động dễ phát sinh (màng dễ bị kích hoạt hơn) - Synap ức chế: xung điện động truyền tới làm màng sau synap bị phân cực vượt mức, điện hoạt động khó phát sinh (màng khó bị kích hoạt hơn) Tóm lại:  Xung điện hoạt động trước synap gây đáp ứng định điện màng sau synap – thông tin lan truyền  Thay đổi điện màng sau synap điện hoạt động có tính chất chỗ đối diện khe synap Thay đổi làm phát sinh điện hoạt động dễ xảy hay khó xảy Sau thụ cảm thể bắt chất dẫn truyền thần kinh  neurotransmitter lại thoát khỏi receptor trôi xa Các neurotransmitter này, tái hấp thu vào chồi đóng lại nang, bị phân hủy enzyme đặc biệt khe synap  Sau bị phân hủy, thành phần neurotransmitter tái hấp thụ vào chồi trước synap tổng hợp lại thành neurotransmitter đóng vào nang  Quá trình có mục đích sống rõ ràng: neurotransmitter khe synap chúng lại tiếp tục bị “bắt” thụ cảm thể, kênh ion lại mở điện màng sau synap lại thay đổi điện hoạt động màng trước synap gây hiệu ứng sinh lý bất thường Trường hợp riêng: Synap thần kinh vận động – sợi      Thần kinh vận động liên kết với sợi synap Tín hiệu điều khiển co xung điện động theo axon thần kinh vận động truyền đến synap Synap thần kinh vận động – sợi loại synap hưng phấn với thụ cảm thể kênh Na+ neurotransmitter achetylcholine, viết tắt Ach àXung điện động màng trước synap gây khử cực màng sau synap Nếu điện màng sau synap đạt đến ngưỡng khử cực điện hoạt động phát sinh màng sau synap lan truyền theo sợi …àkết sợi co Nếu điện màng sau synap tăng lên chưa đến ngưỡng khử cực màng sau synap không xuất điện hoạt động không co bệnh lý khác rối loạn vận động Lượng Na+ vào qua kênh Na+ thụ cảm thể định đến biên độ tăng điện màng sau synap định điện hoạt động có phát sinh màng sau synap hay không  Lượng Na+ vào có nghĩa biên độ thay đổi điện màng sau synap phụ thuộc: Số thụ cảm thể bắt ACh mở cho Na+ vào (số ACh phóng vào khe synap + số thụ cảm thể nói chung + số thụ cảm thể bắt ACh) Thời gian thụ cảm thể mở (ACh gắn vào, tách thụ cảm thể bị bắt lại làm tăng thời gian mởà vai trò enzyme phân hủy ACh: số lượng, mức độ hoạt động)  Từ phân tích nguyên nhân cách giải bệnh lý rối loạn vận động Thí dụ: chất Curare tên độc người da đỏ phong tỏa thụ cảm thể làm cho ACh không gắn vào thụ cảm thể đượcà không co có xung điện động truyền đến synap thần kinh – Hóa chất chống enzyme phân hủy ACh co giật không điều khiển, ngược lại giúp điều trị bệnh nhược có thụ cảm thể  ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG CỦA TỔ CHỨC SÔNG Hoạt động tim – chế điều khiển chất điện • Trong tim có hệ mô đặc biệt cấu thành từ tế bào tim “đặc biệt” : nút SA, nút AV, hệ thống dẫn truyền xung điện động gồm bó His sợi Purkinje • Các tế bào “đặc biệt” có khả tự kích hoạt đồng loạt đặn không nghỉ • Các nút SA AV độc lập tự kích hoạt theo nhịp riêng tự nhiên • Điện màng tế bào tim « đặc biệt » giai đoạn điện nghỉ rõ ràng mà thay đổi cách tự phát, khử cực tái phân cực nối tiếp Nguyên nhân đóng mở hai loại kênh K+ Ca++ dẫn đến tính thấm màng ion thay đổi liên tục lệch pha (Hình bên) • Lưu ý nồng độ Ca++ tế bào tim cao bên nhiều, kênh Ca+ + mở dẫn đến Ca++ vào tế bào Yêu cầu : Sinh viên cần phải hiểu dòng ion vào hay dẫn tới tăng hay giảm điện màng • • • • Ngoài tế bào tim đăc biệt, hệ tim cấu tạo từ tế bào tim thường Cần có xung điện từ truyền tới để kích hoạt tế bào tim thường Điện hoạt động kéo dài nhiều so với tế bào thần kinh, đến 0.3 s Sự kéo dài kênh Ca++ màng tế bào mở (dòng Ca++ vào) kéo dài thời gian mở kênh Na+ , kênh K+ lại đóng bớt lại kéo dàià đảo phân cực trì lâu (xem hình dưới) Trên hình gNa+, gK+, gCa++ tính thấm màng ion • Tế bào tim thường co bị kích hoạt Một chu kỳ co bóp tim khởi nguồn xung điện động tự phát nút SA, xung điện lan truyền theo mô tim thường tâm nhĩ→ kích hoạt tế bào timà tâm nhĩ co • Xung điện lan truyền đến nút AV, truyền theo bó His theo sợi Purkinje lan tỏa đến hệ co tâm thất→ kích hoạt tế bào tâm thất àtâm thất co • Tốc độ lan truyền xung điện theo bó His sợi Purkinje nhanh gấp 10 lần so với theo mô tim bình thường→ tế bào tâm thất co gần đồng thời → áp lực bơm máu tối đa Điện tâm đồ Chẩn đoán điện tâm đồ • • TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN LÊN CƠ THỂ SỐNG Phản ứng thần kinh kích thích điện Các thông số điện thể Nguy hiểm điện Các biện pháp an toàn điện Ứng dụng dòng chiều vật lý liệu pháp Ứng dụng dòng chiều y khoa – máy khử rung tim Ứng dụng dòng xoay chiều vật lý liệu pháp Ứng dụng dòng xoay chiều y khoa – phẫu thuật đốt cắt điện (các nội dung có GT Vật lý – Lý sinh y học)