Slide điện thế màng (môn giải phẫu sinh lý)

ĐIỆN THẾ MÀNG
- Hầu hết mọi tb của cơ thể đều có đ.thế
ở 2 bên màng. Ngòai ra tb th.kinh và tb
cơ đều có tính hưng phấn, tức là có khả
năng phát sinh những xung động điện,
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
ghi đươc đ.thế của màng tb .


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 Clbên 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 810 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
20-100 lần so với các ion Na+
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 thấp, nhưng cũng góp phần làm
giảm 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
kênh natri, nên gọilà kênh chậm.
• 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 .
• Khi ion Ca++ từ dịch kẽ giảm thì các
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 tự phát gây co cơ lien
tục gọi là “Tetany”


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.
Kết quả việc đóng kênh Na+ và mở kênh K+ dẫn tới phân bố lại
điện 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 ngoài
càng dương so với 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 phân cực.


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 cường độ ngưỡng thấp, cũng
có thể gây được hưng phấn cho
tế bào.


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.
Cơ chế lan truyền.
• Điện thế hoạt động là sự tạo nên một
“mạch điện tại chỗ” giữa vùng đang
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 (nếu là neuron
vận động)


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 vậy gọi là “không hoặc tất”