majoritatea cursurilor de fiziologie încep prin a preda despre potențialele membranei în diferite celule. Mulți dintre studenții noștri găsesc aceste idei greu de înțeles. Adesea încearcă să memoreze fapte, mai degrabă decât să înțeleagă mecanismele. Cea mai dificilă sarcină poate fi interpretarea generării potențialului stimulator cardiac în celulele sinoatriale (SA)., Această iluminare încearcă să îmbunătățească înțelegerea elevilor despre potențialele membranei, oferindu-le o interpretare simplificată a generării potențialului stimulator cardiac înainte de a avea discuții de grup.acest model simplificat interpretează potențialul stimulatorului cardiac ca o undă de hiperpolarizare care nu este capabilă să atingă potențialul ipotetic al membranei de repaus (calculat la aproximativ -14 mV), deoarece potențialul declanșator al canalelor de calciu/sodiu (-40 mV) inițiază următorul ciclu., Ciclu continuu de activitate electrică în celulele SA ar consta din patru etape: depolarizare (deschiderea de calciu/canalele de sodiu), repolarizare cu hiperpolarizarea (deschiderea de mai multe tipuri de canale de potasiu), hiperpolarizarea de recuperare (încetarea de potasiu permeabilitate), și declanșarea de depolarizare, fără a ajunge vreodată de repaus potențialul de membrană. Deși aceasta este o interpretare suprasimplificată a generației potențiale SA, studenții care o pot înțelege și discuta sunt mai capabili să interpreteze potențialul membranei de odihnă și acțiune.,următorul text este dat studenților la medicină ca material de lectură pentru discuții, care este de obicei programat pentru săptămâna următoare. Elevii pot folosi manualele lor (1, 3) sau alte referințe (2, 4). În Simplificate ale S. a. celulele de mai jos, elevii sunt rugați să se calculeze ipotetic de odihnă potențial pentru celulele SA bazat pe o Na/K permeabilitate raport de 0,58:1.00 și următoarele concentrația de ioni: Na+ extracelular = 142 meq/l K+ = 4; intracelulare de Na+ = 14 meq/l K+ = 142 meq/l (4).,

răspuns

unde EMF este forța electromotoare.

De asemenea, se așteaptă să deseneze un grafic similar cu Fig. 1.

O interpretare simplificată a SA, potențialul de generare. Vă rugăm să consultați manualele și alte surse.

fapte Simple despre potențialele membranei.,

1) membranele mai permeabile au potențiale membranare mai bine definite, care sunt mai puțin variabile decât potențialele membranelor mai puțin permeabile. Permeabilitatea ridicată pare să ancoreze potențialul membranei în apropierea potențialului Nernst al acelui ion. Costul stabilizării este fluxul de ioni ridicat care trebuie compensat prin mai multă muncă a pompelor de ioni.2) hiperpolarizarea poate fi descrisă ca o negativitate mai pronunțată a potențialului membranei după repolarizare., Apariția, cantitatea și durata undei de hiperpolarizare reflectă în mod necesar permeabilitatea membranei momentane pentru anumiți ioni. Hiperpolarizarea este cauzată de creșterea relativă temporară a permeabilității potasiului în comparație cu faza de repaus. Dacă această creștere a permeabilității potasiului este mică, valul de hiperpolarizare va fi, de asemenea, mic. De exemplu, dacă o anumită membrană este aproape exclusiv permeabilă la ionii K+, aceasta va avea un potențial de membrană în apropierea potențialului Nernst de potasiu., În timpul repolarizării, această membrană nu se va hiperpolariza, deoarece deschiderea suplimentară a canalelor de potasiu nu poate muta potențialul mai aproape de potențialul Nernst.

caracteristici simplificate ale celulelor SA.

în celulele SA, permeabilitatea pentru Na + și K + este similară, astfel încât potențialele membranei sunt între potențialele Nernst pentru potasiu și pentru sodiu. Deoarece permeabilitatea globală este mică, potențialul membranei este, de asemenea, mai puțin stabil. Calculați potențialul de repaus dacă raportul de permeabilitate Na/K este de 0, 58:1.,00 și extracelular Na + = 142 meq / l, K+ = 4; intracelular Na+ = 14 meq/l și K+ = 142 meq/L (4).

interpretarea propusă bazată pe hiperpolarizare a potențialelor SA.

1) în timpul repolarizării de la depolarizarea maximă, canalele K+ lente care sunt activate treptat în timpul depolarizării fac membrana mult mai permeabilă la potasiu. Deci, potențialul membranei devine progresiv mai negativ, deplasându-se spre potențialul Nernst de potasiu. Această undă de hiperpolarizare este modelată prin deschiderea și închiderea diferitelor seturi de canale K+.,2) Când toate canalele K+ care au fost deschise în timpul depolarizării sunt închise, potențialul membranei va atinge potențialul de repaus care reflectă raportul de permeabilitate Na/K. În celulele SA, potențialul membranei de repaus nu este atins niciodată, deoarece se află deasupra potențialului declanșator al canalelor de calciu/sodiu.,

3) Un ciclu continuu de activitate electrică în SA celule este format din următoarele patru etape: depolarizare (deschiderea de calciu/canalele de sodiu), repolarizare cu hiperpolarizarea (deschiderea de mai multe tipuri de canale de potasiu), hiperpolarizarea de recuperare (încetarea de potasiu creșterea permeabilității), și declanșarea de depolarizare, fără a ajunge vreodată la odihnă potențialele de membrană.,

activități pentru studenți

1) utilizați cifrele potențialelor SA din manualul dvs. și marcați nivelul calculat al potențialului membranei de repaus ipotetic al celulelor sa-nodale.

2) are acest sens pentru tine?3) Desenați un grafic cu două potențiale de acțiune SA. Etichetați axa verticală în mV (+și −) și axa orizontală în câteva secunde.4) Lista argumente pro și contra pentru modelul propus.5) discutați modelul cu colegii de clasă.