Slide điện thế màng (môn giải phẫu sinh lý)

- Về lý thuyết, người ta có thể đo đ.thế màng tb một cách rất đơn giản, chỉ cấn có 2 điện cực, một đặt vào trong màng tb, một đặt bên ngoài màng, hai điện cực đó được nối với 1 điện k

ĐIỆN THẾ MÀNG

- Hầu hết mọi tb của cơ thể đều có đ.thế

dọc theo màng tb.

- Về lý thuyết, người ta có thể đo đ.thế

màng tb một cách rất đơn giản, chỉ cấn có

2 điện cực, một đặt vào trong màng tb,

một đặt bên ngoài màng, hai điện cực đó được nối với 1 điện kế, như vậy là có thể

CÁCH ĐO ĐIỆN THẾ MÀNG

• Trong thực tế, việc đo

đ.thế màng khó hơn, vì

sợi tk rất nhỏ, nên phài

dùng một đ.kế rất nhạy,

có 2 vi điện cực, một cực

thăm dò nhỏ khoảng 1

micromet chứa đầy d.dịch

điện giải rất mạnh KCL,

chọc qua màng vào trong

sợi tk Điện cực kia là cực

trung tính đặt vào dịch

ngoại bào Khi nối 2 vi

điện cực đó với điện kế

sẽ biết được giá trị của

điện thế màng.

ĐIỆN THẾ NGHỈ (tb thần kinh và tb cơ).

Định nghĩa.

• Điện thế nghỉ là sự ch.lệch đ.thế màng ở trạng thái nghỉ.

Nguyên nhân : có 3 nguyên nhân

• 1.Vai trò của bơm natri-kali.

• 2.Tính thấm của màng với các ion.

• 3.Các ion âm bên trong màng.

Vai trò của bơm natri-kali.

• -Mọi tb cơ thể đều có bơm Na+ K+

nằm trên màng tb,là ng.nhân chính tạo

đ.thế màng, vì bơm hoạt động liên tục

-Cứ mỗi vòng bơm, có 3 ion natri đi

ra bên ngoài màng và 2 ion kali đi

vào trong màng , như vậy l.tục có sự

mất đ.tích dương ra ngoài màng, tạo

thêm đ thế âm trong màng.

• Bơm Na+K+ còn tạo ra sự ch.lệch

nồng độ các ion Na+, K+ và ion Cl-

bên trong và bên ngoài màng tb, cũng

như sự khác biệt tính thấm màng tb

đối với các ion đó

• Trong nguyên sinh chất của các tb

th.kinh và cơ, tỷ lệ ion Kali nhiều gấp

30-50 lần, các ion Na+ ít hơn 8-10 lần

và ion Cl- cũng ít hơn 50 lần so với

dịch ngoại bào Do đó, đ.thế màng

ngoài tb dương hơn so với bên trong

màng.

Tính thấm của màng với các ion.

Tính thấm của màng thay đổi với các

ion khác nhau tùy theo lúc.

Lúc nghỉ: màng các sợi th.kinh cho các

ion K+ đi qua nhiều hơn khoảng

Khi hưng phấn: tính thấm của màng đối

với ion Na+ lại cao hơn tính thấm của

màng đối với ion K+.

• Ion K+: nhiều th.nghiệm đã ch.minh

rằng, nồng độ các ion K+ là y.tố cơ

bản để x.định trị số đ.thế nghĩ của sợi

th.kinh Nồng độ ion K+ trong ng.sinh

chất, cao hơn nồng độ của chúng ở

ngoài màng khoảng 30 lần.

• Ion Na+: có v.trò qu.trọng trong sự

xuất hiện đ.thế nghĩ, chúng từ dịch

ng.bào, nơi có nồng độ rất cao,

khuếch tán vào ng.sinh chất, tuy sự

khuếch tán nầy rất khó, vì tính thấm

của màng với Na+ ở trạng thái nghỉ rất

trị số điện thế nghỉ.

Tính thấm của màng với các ion.

• Ở trạng thái nghỉ, sự kh.tán các

ion K+ mang điện tích dương từ

ng.sinh chất ra dịch ng.bào cao

hơn các ion Na+ đi từ dịch ng.bào

vào ng.sinh chất Do vậy, mặt

ngoài màng tb mang đ.tích dương,

còn mặt trong mang đ.tích âm,

nên màng tb ở trạng thái phân

cực.

• Như vậy, trị số đ.thế nghỉ của các

sợi và tb th.kinh được x.định bởi tỉ

lệ số lượng các ion K+ kh.tán từ

trong tb ra ngoài và các ion Na+

kh.tán từ ngoài màng tb vào trong

tb Tỷ lệ ion K+ ra ngoài màng và

tỷ lệ ion Na+ vào trong màng càng

cao, trị số điện thế nghỉ càng

lớn và ngược lại.

ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG.

• Định nghĩa: là biến đổi rất nhanh của điện thế màng lúc nghỉ. Mỗi đ.thế hoạt động bắt đầu

bằng sự biến đổi đột ngột từ điện thế âm lúc

nghỉ sang điện thế dương của màng, rồi lại quay trở lại cũng rất nhanh trở về điện thế âm.

• Nguyên nhân phát sinh đi.thế hoạt động trong

các sợi thần kinh- cơ, là sự biến đổi tính thấm

ion của màng và sự hoạt động của các kênh và bơm, trong đó có vai trò của kênh natri , kênh

kali và vai trò của các ion khác Sự phát sinh

điện thế hoạt động diễn ra qua các giai đoạn

sau:

4 giai đoạn của đ.thế hoạt động

• 1.Giai đoạn khử cực:

• 2 Giai đoạn tái cực.

• 3.Giai đoạn ưu phân cực.

• 4.Giai đoạn giảm phân cực

Giai đoạn khử cực

Vai trò của kênh natri : Kênh

natri là kênh có cánh cổng

điện thế, vì đ.thế có tác dụng

điều khiển việc đóng mở kênh

• Kênh có 2 cổng ở 2 đầu,

cổng phía đầu ngoài gọi là

cổng hoạt hóa, cổng phía

trong gọi là cổng khử hoạt

Kênh có 3 trạng thái khác

nhau là: bình thường, hoạt hóa

và khử hoạt

• Điện thế màng lúc nghĩ là

-90mV, cổng hoạt hóa đóng,

ion Na+ không vào trong

ng s.chất được, cổng khử

hoạt mở(trạng thái bình

thường) Màng tế bào lúc này

ở trạng thái phân cực.

Giai đoạn khử cực

Vai trò của kênh K+: Khi đ.thế màng tăng

dần từ -90mV đến 0mV nên cổng kênh

K+ mở từ từ, ion K+ kh.tán qua kênh

ra ngòai màng.

Vai trò của kênh Ca++: là kênh cũng có

cổng điện thế(điện thế đóng mở của

kênh), tuy nhiên kênh này hoạt hóa

chậm hơn từ 10 đến 20 lần so với

• Khi bơm Ca++ hoạt động, ion Ca++

sẽ qua kênh ra ngoài màng, góp phần

vào sự khử cực màng

• Kênh có nhiều ở cơ tim và cơ

trơn(ở đường tiêu hóa) là loại cơ co

chậm

kênh Na+ hoạt hóa, do đó sợi thần

kinh có tính hưng phấn cao(dễ phát

xung)

• Khi nồng độ ion Ca++ giảm, chỉ còn

30 đến 40% so với mức bình thường,

thì nhiều dây th.kinh phát xung 1 cách

Giai đoạn tái cực

• Sau giai đoạn khử cực diễn ra rất nhanh, trong tb xuất hiện quá

trình hồi phục,tính thấm của màng với các ion thay đổi rất nhanh

- Vai trò kênh Na+: do tính thấm của màng với ion Na+ giảm, do đó

kênh Na+ bắt đầu đóng, làm giảm dòng ion Na+ từ ngoài vào trong nguyên sinh chất

- Vai trò kênh Ka+: ngược lại, tính thấm của màng đối với ion K+ tăng

lên,do đó kênh K+ mở rộng, làm tăng dòng ion K+ từ trong nguyên sinh chất ra dịch gian bào

tích giữa mặt trong và mặt ngoài màng Ion K+ khuếch tán nhanh

ra ngoài màng, sẽ tái tạo lại trạng thái cực hóa lúc nghỉ, đó là quá trình tái cực Mặt ngoài màng tế bào lại mang điện thế dương, mặt trong mang điện âm, nên điện thế nghỉ của màng lại được tái tạo với trị số -90mV

Giai đoạn ưu phân cực

• Trong gi.đoạn cuối của giai đoạn

tái cực, các ion Na+ vẫn còn đi từ

ngoài vào trong nguyên sinh

chất,và các ion K+ vẫn còn đi từ

trong nguyên sinh chất ra dịch gian

bào, nên lượng các ion K+ ở ngoài

màng không kịp chuyển vào bên

trong màng, vì thế điện tích ở mặt

trong.Sự chênh lệch điện thế giữa

mặt trong và mặt ngoài màng tế

bào lúc đó sẽ cao hơn so với lúc

xuất phát điểm(-100 đến -70 mV)

trạng thái này của màng gọi là

trạng thái ưu phân cực và điện thế

ghi được trong trường hợp này

của màng gọi là điện thế tăng

Giai đoạn giảm phân cực

• Tiếp theo giai đoạn ưu phân cực là

giai đoạn giảm phân cực,

Nguyên nhân là do các ion K+ đã

chuyển hết từ ngoài màng vào

trong ng.s.chất, còn các ion Na+

thì chưa được bơm hết từ trong

ng.s.chất ra ngoài màng

Kết quả là ở mặt trong màng tích

nhiều điện dương hơn so với lúc

xuất phát điểm, sự chênh lệch điện

thế giữa mặt trong và mặt ngoài

màng giảm xuống còn khoảng

-70mV

Ở trạng thái giảm phân cực,

ngưỡng khử cực của màng tb thấp

hơn so với mức bình thường

Do khả năng hưng phấn của màng

tb tăng lên, chỉ cần 1 kích thích có

Sự phát sinh điện thế hoạt động

Vòng feedback dương mở kênh natri:

• Khi điện thế màng tăng từ -90mV về hướng số

0, sẽ làm mở một số kênh natri có cổng điện

thế, ion natri qua màng vào trong tế bào làm cho điện thế màng tăng thêm, do đó lại làm các kênh natri khác mở thêm Cứ như vậy, 2 yếu tố tăng điện thế và mở kênh, tạo thành 1 vòng kín làm cho các kênh natri trong một thời gian ngắn đã

mở hoàn toàn Đó là 1 vòng feedback dương tính, sau đó các kênh natri bị khử hoạt, các

kênh kali mở, làm cho điện thế hoạt động nhanh chóng kết thúc

Sự lan truyền đ.thế hoạt động

• Điện thế hoạt động là sự tạo nên một

khử cực và phần màng Điện tích

dương của ion natri trong sợi trục sẽ đi

dọc theo sợi trục, xa từ 1- 3mm và làm

phát sinh điện thế hoạt động vùng tiếp

giáp Bằng cách đó, điện thế hoạt

động cứ lan truyền đi mỗi lúc một xa

hơn cho đến hết sợi trục Làn song lan

truyền như vậy gọi là xung động thần

kinh

Hướng lan truyền.

• Điện thế hoạt động có thể xuất phát từ

chỗ phát sinh, lan ra cả 2 hướng trong

thực nghiệm Trong cơ thể, sự truyền

tín hiệu qua synap chỉ theo một chiều,

nên thực tế hướng truyền xung động

dọc theo neuron cũng chỉ theo 1 chiều

từ ngoại vi về trung tâm(nếu là neuron

cảm giác) và từ trung tâm ra ngoai vi

Định luật “không hoặc tất”.

• Trong cơ thể, các mô có tính hưng phấn, điều tuân theo

định luật “không hoặc tất”.

• Theo định luật này, khi có 1 kích thích tác động lên một sợi thần kinh, nếu kích thích đó với cường độ dưới

ngưỡng thì sợi thần kinh không đáp ứng, điện thế màng vẫn giữ nguyên trị số -90mV lúc nghỉ.

• Nếu kích thích với cường độ đạt ngưỡng, thì sợi thần kinh sẽ đáp ứng với giá trị biên độ tối đa ngay, và nếu có tăng cường độ k.thích hơn nữa, thì đáp ứng cũng không tăng thêm Nói cách khác, sợi thần kinh chỉ có 2 cách: đáp ứng hoặc không đáp ứng(nếu kích thích dưới

ngưỡng), hoặc là đáp ứng với tất cả cường độ(nếu kích thích bằng hay trên ngưỡng) Nguyên lý đáp ứng như