background image

Introduction to the excitable 

tissue

 

Lecture 1

 

Dr. Hanan Luay

 


background image

 

Objectives:

 

 

Upon completion of this lecture ,the 

student will be able to: 

 

1-Define excitable tissues .

 

2-Identify the ionic basis of the 
resting membrane potential.

 

3-Describe the importance of Na

⁺-K ⁺ 

pump. 

 

 


background image

background image

What is irritability

?

 

An ability of all living tissues to 

respond to stimuli (either external 

or internal environment)

 

 

What is excitability?

 

An ability of specialized cells 
to respond to certain stimuli 

by producing electrical signals 

known as action potential at 

its membrane

 

 


background image

Muscle and nerve are excitable tissues. 

They are excitable because they have 

electrical phenomenon i.e. they are 

polarized.                                                                                       

  The neurons are excitable cells 

specialized for reception, 

integration and transmission of 

nerve impulses. 

 


background image

background image

What are 2 basic properties of excitable 
cell 

membranes?

 

 

1.  The  membranes  have  an  electrical 
excitability  across  it,  and  may  transmit  an 
impulse 

along 

the 

membrane

 

2.  The  membranes  contain  a  variety  of  ion 
channels  (pores)  that  may  be  opened  or 
closed,  allowing  specific  ions  to  flow  across.

 

 


background image

background image

The electrical phenomena of the 

nerve cells:

 

 

   The cathode ray oscilloscope 
can be calibrated in such a way 
that an 

upward 

deflection of 

the line indicates that the inside 
of the membrane has become 

less negative (or more positive) 

compared to the outside of the 
membrane. A 

downward

 

deflection of the line, 
conversely, indicates that the 
inside of the cell has become 

more negative.

 


background image

As long as the electrodes are outside the 

 membrane, the recorded potential is 

zero, which is the potential of the 

extracellular fluid as the electrode 

passes inside, the voltage decreases , 

and a membrane potential is recorded. 

Which is called  the 

resting membrane 

potential

  

 


background image

Nernest 

equation

 


background image

The equilibrium potential for K

+

 is around -90 mv. 

While for Na

 +

 is  around +60 mv (i.e no net 

movement of ion across the membrane

 

- It is measured by Nernest equation

 


background image

background image

  The leakage of K and Na ions through the nerve membrane 
It  is  because  of  the  concentration  gradient  across  the  cell 
membrane,  Na  ions  try  to  pass  inside  the  cell  down  their 
concentration  gradient  .K  ions  try  to  pass  outside  the  cell 
down  the  concentration  gradient,  but  the  channels  in  the 
cell 

membrane 

are 

more 

permeable 

to 

                            

ions 

than 

to 

Na 

ions 

about 

100 

times

.                                                        

  

 


background image

Membrane potential

 

It means separation of electric charges 

across the membrane, or to a difference in 

the relative number of cations and anions in 

the intracellular fluid and             

extracellular fluid

.

 


background image

Resting membrane potential

 

Membrane potential difference 

(transmembrane voltage) that exists 

when cell membranes of excitable 

tissues are not producing an action 

potential (at rest

).

 

 
The  resting  membrane  potential  of  a  large  nerve  fiber 

when not transmitting nerve signal is about -90 mv i.e. 
the potential inside the fiber is 90 mv (actually it is -70 
mv in small nerve fibers, but -90 mv in large nerves). 


background image

The ionic basis of the resting 

membrane potential: 

  

 

1-The  contribution  of  the  K

⁺ion  diffusion 

potential.                                                                                            
2-The contribution of the Na

⁺ion diffusion 

potential through the nerve membrane.  
3-The  contribution  of  the  Na

⁺_K⁺ion 

pump. (contribute to 20% of the membrane 
potential) 

  

  

 


background image

Na- K pump

 

(

(Guyton,2012

 


background image

background image

K ion pump:

-

The Na

 

 

   It  pumps  Na  ions  to  the  outside  of  the  cell  and  K   

ions to the inside, this pump requires energy.           

 

    Because  more  positive  charges  are  pumped  to  the 
outside  than  inside  (3  Na  ions  to  the  outside  for 
each 2 K ions to the inside) i.e. Na ions accumulate 
outside  the  cell  while  K  accumulates  inside  the        

          cell, ………………………………………    

 

leaving

  a  net  deficit  of  positive  ions  inside  leading 

to  a  negative  potential  across  the  membrane.        

                        

 


background image

    The  final  resting  membrane  potential 
reflects a balance between the electrochemical 
forces 

associated 

with 

each 

ion

.                          

  
 

The more permeable the membrane is for 

an ion, the more the equilibrium potential 

of that ion will influence the membrane   

potential.

 

 


background image

 

In summary, 

 

-

Muscle and nerve are excitable tissues and they are 

polarized

.

 

-

They have resting membrane potential when there is no 

stimulus applied.

 

 

 

 

-

The  3  factors  that  contribute  to  the  negative  charges 

inside the membrane are:

 

1-The diffusion of k ions to the outside of the membrane is 
more than the diffusion of Na ions to the inside. 
2-The Na-K pump. 
3-The  presence  of  negatively  charged  proteins  inside  the 
membrane.   

 


background image

So what is the difference 

between excitable and 

non excitable tissues?

 

In non-excitable cells, such as epithelial cells and 

adipose cells (and others), the resting membrane 

potential does not change  over time.  In excitable cells, 

upon stimulation of the cell, the membrane potential 

can change dramatically for short periods of time 

(milliseconds).Therefore, in excitable cells the 

membrane potential is not always at the resting             

       membrane potential.

 

 


background image

Reference:                                          

 

Guyton A.C. and Hall J.E (2006).Textbook of 
Medical Physiology.

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abbas Ahmed
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 163 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل