2. Elemi idegjelenségek ( elektrofiziológia )

1. 2. Elemi idegjelenségek (elektrofiziológia) Feladatok

2. Memorizálást segítő feladatok

3. Ismertesse a nyugalmi membránpotenciál kialakulásának lépéseit! ① A sejt belső terében – a külső térhez képest – nagy mennyiségű, negatív töltésű molekula, elsősorban fehérje anion (illetve cukorfoszfát anion) található. Számukra a sejtmembrán átjárhatatlan. Ez a sejt belsejének negatív töltést kölcsönöz. A sejt belső tere Sejten kívüli tér fehérje anionok (-) ①

4. Ismertesse a nyugalmi membránpotenciál kialakulásának lépéseit! ② A sejtmembrán nátrium - kálium pumpája (Na-K ATPáz) egy ATP molekula bontásából nyert energiával 2 db K+ iont szállít be a sejtbe, miközben 3 db Na+ ion kerül ki onnan. A folyamat eredményeként a sejten belül K+ többlet, a sejten kívül Na+ többlet jelentkezik, a sejt külső és belső tere között pedig egyenlőtlen töltésmegoszlást tapasztalhatunk. A nettó kivitt részecskékkel a rendszer részben ellensúlyozza a sejtből kijutni nem tudó nagyobb molekulák ozmotikus hatását. A sejt belső tere Sejten kívüli tér fehérje anionok (-) ② Na+ Na+ ATP K+ K+

5. Ismertesse a nyugalmi membránpotenciál kialakulásának lépéseit! ③ A sejtmembránban található „szivárgó” kálium csatornák jelenléte miatt, a koncentrációkülönbség kiegyenlítésére törekedve, K+ ion lép ki a sejtből, ezzel csökkentve a pozitív ionok mennyiségét a sejt belső terében. Ugyanakkor az ion jelenléte a sejtplazmában még mindig jóval magasabb értéket mutat, mint a sejten kívüli térben. A sejt belső tere Sejten kívüli tér fehérje anionok (-) Na+ Na+ ATP K+ K+ K+ K+ ③

6. Ismertesse a nyugalmi membránpotenciál kialakulásának lépéseit! ④ Ezt a diffúziós anyagmozgást a sejtplazmában található fehérje anionok jelenléte miatt fellépő elektromos potenciálkülönbség (a belső tér negatív töltésű, a külsőhöz képest) csillapítja, a kialakuló elektrosztatikus vonzás pedig a pozitív töltésű ionokat a membrán külső felszínén tartja, a membrán polarizálódik. A sejt belső tere Sejten kívüli tér ----- - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + ++ + + ++ + ④ fehérje anionok (-) Na+ Na+ ATP K+ K+ K+ K+

7. Ismertesse a nyugalmi membránpotenciál kialakulásának lépéseit! ⑤ A sejtmembránban található nátrium csatornáknyugalombancsak csekély mértékben engedik át a Na+ ionokat, így bár a membrán két oldala között, az ionra nézve, jelentős koncentrációkülönbség tapasztalható, komoly diffúzió nem figyelhető meg. Mivel a szivárgó kálium csatornákon pozitív töltésű ionok lépnek ki, ugyanakkor a sejtbe nem tudnak nagy számban belépni a Na+ ionok, annak belső tere még negatívabb lesz. A sejt belső tere Sejten kívüli tér ----- - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + ++ + + ++ + fehérje anionok (-) ⑤ Na+ Na+ Na+ ATP K+ K+ K+ K+

8. Ismertesse a nyugalmi membránpotenciál kialakulásának lépéseit! ⑥ Az ①-⑤ pontban leírt folyamatok eredményeként kialakuló potenciálkülönbség következtében Cl- ionok passzív transzportja indul meg a sejt belső teréből a sejt közötti tér felé. A külső térben így a sejtplazmához képest Cl- ion többlet lép fel. Ez a membránpotenciál értékét nagy mértékben általában nem befolyásolja. A sejt belső tere Sejten kívüli tér ----- - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + ++ + + ++ + fehérje anionok (-) Na+ Na+ Na+ ATP K+ K+ K+ K+ ⑥ Cl- Cl-

9. Ismertesse az akciós potenciál kialakulásának folyamatát!  Inger hatására megnyílnak a sejtmembrán nátrium csatornái. Rajtuk keresztül Na+ ionok áramlanak a sejtbe, a membrán hipopolarizálódik.  Elérve egy küszöbértéket (KP) megnyílnak a sejtmembrán feszültségfüggő nátrium csatornái. Rajtuk keresztül hirtelen még nagyobb mennyiségű Na+ ion áramlik a sejtbe(ld. PNa = a sejtmembrán részleges nátrium áteresztőképessége – az alsó ábrán). A sejt tovább hipopolarizálódik, sőt túlpolarizálódik: a membrán belső oldala átmenetileg pozitívvá válik (túllövés). Ezt a szakaszt depolarizációs fázisnak nevezzük. A legnagyobb pozitív membránpotenciál értéket csúcspotenciálnak hívjuk.  Túllövés membránpotenciál (mV)  KP NMP idő (ms) NMP = nyugalmi membránpotenciál KP = küszöbpotenciál

10. Ismertesse az akciós potenciál kialakulásának folyamatát!  Bezárulnak a membrán feszültségfüggő nátrium csatornái és kinyílnak a késői feszültségfüggő kálium csatornák. Rajtuk keresztül K+ ionok áramlanak ki a sejtből (ld. PK = a sejtmembrán részleges kálium áteresztőképessége – az alsó ábrán). A membránpotenciál megindul a nyugalmi szint irányába, a sejt repolarizálódik.  A repolarizáció megfigyelhető túllövését (utó)-hiperpolarizációnaknevezzük. A membránpotenciál ekkor átmenetileg a nyugalmi membránpotenciálnál is negatívabb. Ennek is köszönhető, hogy egy hirtelen kapott újabb stimulus nem, vagy csak nehezebben képes kiváltani új akciós potenciált. A folyamat közben a feszültségfüggő kálium csatornák is bezárulnak.  A nyugalmi membránpotenciált a sejtmembrán nátrium - kálium pumpája (Na-K ATPáz) állítja helyre.  Túllövés membránpotenciál (mV)  KP  NMP idő (ms) NMP = nyugalmi membránpotenciál KP = küszöbpotenciál

11. Hasonlítsa össze a lokális és az akciós potenciált!

12. Érettségi feladatok

13. A témakörhöz kapcsolódó érettségi feladatok Az ingerületvezetés sebessége az idegrendszerben (2004. próbaérettségi - emelt - 5. feladat) http://dload.oktatas.educatio.hu/erettsegi/probaerettsegi_2004/bio_em_flap.pdf Megoldás: http://dload.oktatas.educatio.hu/erettsegi/probaerettsegi_2004/bio_em_utmut.pdf A szinapszisok (2006. október - emelt - VII. feladat) http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2006/e_bio_06okt_fl.pdf Megoldás: http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2006/e_bio_06okt_ut.pdf Paprikás idegvégződések (2008. május - idegen nyelvű emelt - VIII. feladat) http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2008tavasz/e_biomagyar_08maj_fl.pdf Megoldás: http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2008tavasz/e_biomagyar_08maj_ut.pdf Az indiánok nyílmérge (2008. október - emelt - VII. feladat) http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2008osz/e_bio_08okt_fl.pdf Megoldás: http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2008osz/e_bio_08okt_ut.pdf

14. A témakörhöz kapcsolódó érettségi feladatok Szinapszisok (2009. május - emelt - IX. feladat) http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2009tavasz/e_bio_09maj_fl.pdf Megoldás: http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2009tavasz/e_bio_09maj_ut.pdf Elemi idegjelenségek (2009. október - emelt - V. feladat) http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2009osz/e_bio_09okt_fl.pdf Megoldás: http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2009osz/e_bio_09okt_ut.pdf Elemi idegjelenségek (2010. május - emelt - IX.B esszéfeladat) http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2010tavasz/e_bio_10maj_fl.pdf Megoldás: http://www.oktatas.hu/pub_bin/dload/kozoktatas/erettsegi/feladatok2010tavasz/e_bio_10maj_ut.pdf