Giáo trình - Lý sinh học - chương 7

Chương 7CƠ SỞ HÓA LÝ CỦA SỰ HƯNG PHẤNI. Khái niệm hưng phấn và ngưỡng hưng phấn* Khái niệm hưng phấn Hưng phấn là sự chuyển từ trạng thái nghỉ ngơi sang trạng thái hoạt động. Hưng phấn bao gồm hai cơ chế: Cơ chế tiếp nhận kích thích bởi các thụ quan và cơ chế chuyển tín hiệu kích thích thành tín hiệu điện, truyền về não để xử lý thông tin và phát tín hiệu thực hiện phản ứng trả lời. Tín hiệu kích thích rất đa dạng nhưng chủ yếu là tín hiệu vật lý (nhiệt, ánh...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình - Lý sinh học - chương 7Chương 7 CƠ SỞ HÓA LÝ CỦA SỰ HƯNG PHẤNI. Khái niệm hưng phấn và ngưỡng hưng phấn* Khái niệm hưng phấn Hưng phấn là sự chuyển từ trạng thái nghỉ ngơi sang trạng thái hoạt động. Hưng phấn baogồm hai cơ chế: Cơ chế tiếp nhận kích thích bởi các thụ quan và cơ chế chuyển tín hiệukích thích thành tín hiệu điện, truyền về não để xử lý thông tin và phát tín hiệu thực hiệnphản ứng trả lời. Tín hiệu kích thích rất đa dạng nhưng chủ yếu là tín hiệu vật lý (nhiệt, ánhsáng, áp suất...) và tín hiệu hóa học (hoócmôn, mùi, vị...). Chức năng chuyển tín hiệu kíchthích thành tín hiệu điện (tức sóng hưng phấn) và dẫn truyền sóng hưng phấn do noron thựchiện. Thực hiện phản ứng trả lời có thể là cơ quan, mô, tế bào và cả ở mức độ phân tử.Trong hệ sinh vật, từ sinh vật đơn bào tới sinh vật đa bào tuy có mức độ tiến hóa khác xanhau nhưng đều tồn tại tính hưng phấn để thích nghi với sự thay đổi của môi trường sống.* Khái niệm ngưỡng hưng phấn Cường độ E D 2 Reobaz G B 1 Reobaz A O C Thời gian Thời trị Thời gian có ích Hình 7.1: Tương quan giữa cường độ và thời gian kích thíchNgưỡng hưng phấn được xác định bằng cường độ nhỏ nhất và thời gian kích thích ngắnnhất để có thể tạo nên sự hưng phấn. Cường độ nhỏ nhất kích thích để tạo ra được phảnứng trả lời gọi là 1 reobaz. Thời gian ngắn nhất khi kích thích 1 reobaz để tạo ra đượcphản ứng trả lời là thời gian có ích (xem hình 7.1). Trong thực nghiệm xác định thời giancó ích rất khó nên Lapicque lấy thời gian ứng với 2 reobaz để đo ngưỡng thời gian kíchthích, gọi là thời trị. Đường biểu diễn tương quan giữa cường độ và thời gian kích thích làđường hipecbol, ứng với phương trình do Weiss đưa ra năm 1901: a i= +b (7.1) ti: Cường độ ngưỡngt: Thời gian ngưỡnga: Hằng số ứng với đường thẳng thời gian chạy song song với trục tungb: Hằng số ứng với đường thẳng cường độ chạy song song với trục hoànhNếu cường độ i = 2b, nghĩa là bằng 2 reobaz thì phương trình (7.1) sẽ có dạng: a a a (7.2) → →2b = +b b= t= b t tThời trị thay đổi tùy theo mô. Ví dụ ở người thời trị của cơ duỗi dài gấp từ 1,5 đến 2 lầnso với cơ gập.II. Lý thuyết hưng phấn của Heinbrun (1928) Trên cơ sở những số liệu thực nghiệm về quá trình hưng phấn có liên quan tới sự thayđổi cấu trúc hóa lý của nguyên sinh chất, như là thay đổi tính chất keo thể hiện ở tế bàothực vật bậc cao và động vật nguyên sinh (amip) mà Heinbrun đã đưa ra thuyết đông tụvào năm 1928. Heinbrun cho rằng: Tất cả các yếu tố kích thích đều gây nên quá trìnhđông tụ nguyên sinh chất kèm theo sự tăng đột ngột độ nhớt cấu trúc của nó. Quan niệmnày được củng cố qua số liệu về các chất ức chế sự hưng phấn như thuốc ngủ, thuốc mêđều làm giảm độ nhớt của nguyên sinh chất.Thuyết đông tụ của Heinbrun giải thích các yếu tố kích thích có bản chất khác nhau khitác dụng lên các tế bào của thụ quan, trước tiên giải phóng Ca++ mà trước đó trongnguyên sinh chất Ca++ lại ở trạng thái liên kết. Chính do Ca++ được giải phóng đã dẫn tớilàm đông tụ nguyên sinh chất. Thuyết đông tụ của Heinbrun mới chỉ giải thích được hiệntượng sự kích thích dẫn tới làm đông tụ nguyên sinh chất còn nhiều hiện tượng khác liênquan tới sự hưng phấn, thuyết đông tụ không giải thích được.III. Thuyết phá hủy cấu trúc của Naxonov và Alecxandrov (1940-1943) Naxonov và Alecxandrov đã xem quá trình hưng phấn như là một quá trình phá hủy cấutrúc. Hai ông quan niệm nguyên sinh chất là pha không hòa tan trong nước và sự phân bốkhông đồng đều của các chất ở trong nội bào và ngoài môi trường là do khả năng hòa tancủa các chất ở pha nước và nguyên sinh chất khác nhau và do khả năng liên kết của cácchất với phân tử protein. Trong tế bào các chất điện phân phần lớn liên kết với các phântử protein, chỉ số ít ở trạng thái tự do. Khi bị kích thích hay bị tổn thương nguyên sinhchất có những thay đổi sau:- Độ phân tán của các hạt keo giảm xuống rõ rệt và độ đục của hạt nhân và nguyên sinhchất xuất hiện rất sớm.- Sự tăng độ nhớt của nguyên sinh chất gồm 2 pha: Khi yếu tố kích thích yếu thì độ nhớtnguyên sinh chất giảm và khi yếu tố kích thích tăng lên thì độ nhớt nguyên sinh chất tănglên rất nhanh.- Khi kích thích, ban đầu quá trình tạo hạt trong nguyên sinh chất tăng lên và sau đó quátrình này bị ức chế.- Khi kích thích độ pH của nguyên sinh chất dịch chuyển về phía axit. 3−- Khi ...