Биоэлектрлік потенциалдар

Презентация қосу

№2 Биоэлектрлік
потенциалдар
Жоспары:
•Тыныштық-потенциалы.
•Электрқозушылық түсінігі.
•Мембраналық потенциалдарды
өлшеу әдістері.
•Микроэлектродтық техника.
Потенциалдар айырымы – бұл әр
түрлі таңбадағы электр
зарядтарының кеңістіктік бөлінуі
болып табылады.
Тірі ағза жасушаларында,
ұлпаларында пайда болатын
потенциал айырмасын –
биоэлектрлік потенциал д.а.
Биопотенциалдардың генерациясы
мен таралуы жасушалардың қозуы,
жасушаішлік үрдістердің реттелуі,
жүйке жүйелерінің жұмысы, бұлшық
ет жиырылуының негізінде жатады.
Медицинада электр өрісін
зерттеуде ұлпалар мен мүшелердің
биопотенциалдарын тіркеуге
негізделінген диагностикалық
әдістер:
электрокардиография,
электроэнцефалография,
электромиография.
Ерітінділерде пайда
болатын потенциалдар:
•Электронды типтегі потенциалдар
– еркін электрондардың,
•Ион типтегі потенциалдар –
иондардың болуынан пайда болады.
Ион типті
потенциалдар

Диффузиялық Мембраналық Фаза аралық
Фаза (күй, екі түрлі) аралық
потенциалдар
араласпайтын екі сұйықтың
шекарасында пайда болады.
Мембрананың сыртқы және
ішкі беттеріндегі потенциалдар
айырымын - мембраналық
потенциал д. а.

М ішкі сырт
I. Жасушаның беттік (сыртқы)
мембранасының өткізгіштігі түрлі
иондар үшін бірдей емес (таңдайды)
II. Мембрананың екі жағындағы белгілі
бір иондардың концентрациясы әртүрлі

Аталған екі фактордың нәтижесінде
жасушадағы цитоплазма мен қоршаған орта
арасында потенциалдар айырымы пайда
болады, оны тыныштық күй потенциалы
(ТКП) д.а.
Мембрананың сыртқы және ішкі
жағы (моделдік жүйесі)
Иондар үшін тепе-теңдік күйге сәйкес
келетін
Нернст теңдеуі: RT [c2 ]
M ln
ZF [c1 ]
Мұндағы R – универсаль газ тұрақтысы,
Т- абсолютті температура,
F – Фарадей саны,
[С2] және [С1] - мембрананың екі жақ
шетіндегі иондар концентрациясы
Z- ион заряды .
Потенциалдың мембраналық
теориясының негізін қалаушы 1902
жылы Бернштейн болды. Яғни
калий иондарының өту
диффузиясымен түсіндіріледі.
ТКП-ның болуына

және Cl

Na , K
иондары себеп болады. Бұл иондар
ағынының қосындылық
тығыздығы:

J J Na J K J Cl
M
RT
ln

PNa Na i PK K i PCl Cl
0

F

PNa Na 0 PK K 0 PCl Cl
i

Гольдман-Ходжкин-Катц теңдеуі
Иондар өтімділігі ағзаның күйіне
байланысты болады. ТК-гі
физиологиялық шарттарға
байланысты түрлі иондардың
өтімділік коэффициенттерінің
қатынастары төмендегідей:

Pk : PNa : PCl 1 : 0.04 : 0.45
ТКП-на тек ғана K және Na
иондары ғана үлестерін қосады.
Мысалы, 30 град.С-ғы потенциал
шамасы:

8,3 303 340 0,45 592
M 4
ln 59,7 мВ
9,6 10 10,4 0,45 114
Гольдман-Ходжкин-Катц
формуласымен есептелінген
тыныштық күй потенциалы
болды.
60мВ
Гольдман теңдеуімен есептелінген
мембраналық потенциал мәні
Нернст теңдеуімен есептелінген
потенциалдан біршама аз.
Нернст және Гольдман теңдеулерінде
иондардың мембрана арқылы активті
тасмалдануы ескерілмеген. Мембраналық
потенциалды есептеуде электрогендік иондық
насостың жұмысы есебімен 1972 ж. Томас
теңдеуі алынды:

М

RT mPk K і PNa Na
ln

i

F

mPk K 0 PNa Na
0
m – мембрана арқылы иондық насоспен
тартылған натрий иондары мөлшерінің
калий иондарының мөлшеріне қатынасын
көрсетеді.
m 1 мембраналық потенциалды құруда калий
концентрациясы градиентінің енгізілуін
күшейтеді.
Сондықтан Томас теңдеуімен есептелінген
мембраналық потенциалдың мәні Гольдман теңдеуі
бойынша есептелінген потенциалдан үлкен және
оның мәні ұсақ жасуша үшін жүргізілген тәжірибе
мәніне жуық.

Жасушадағы Na , K
биоэнергетикалық
процесстердің және
насосының жұмысының бұзылуы
потенциалдың азаюуына ықпал
етеді. Мұндай жағдайда
мембраналық потенциал Гольдман
теңдеуімен сипатталады.
Мембраналық потенциал
температураға және мембрана
арқылы өтетін иондар
концентрациясы градиентіне тәуелді
Жасушаның ішіндегі және
сыртындағы иондар
концентрациясының әр түрлі
болуына иондық насостар, яғни
активті транспорт жүйесі
себеп болады.
1кг H O құрамындағы
м*моль
ион
Жасуша Жасушаның
ішінде сыртында

K 340 10,4
Na 49 463

Cl 114 592
Мембраналық биопотенциалдарды
зерттеу:
1.Микроэлектрод әдісімен жасушаішілік
потенциалды өлшеу.
2. Биопотенциалды күшейткіш
3. Зерттеу объектісі ретінде ірі жасушалы
калмар аксоны алынады
4. Калмар аксонына микроэлектрод
салынады.
5. Шыны микроэлектрод өте жіңішке ұштары
бар микропипеткадан тұрады.
Биопотенциалды өлшеу микроэлектрод
әдісі
Әдебиеттер:

1. Тиманюк В.А., Животова Е.Н. Биофизика,
Киев, 2004ж. 357- 388 беттер
2. А.Н. Ремизов «Медицинская и биологическая
физика» М. Дрофа, 2004ж.195-207 беттер
3. Самойлов В.О. Медицинская биофизика, С-
П,2007ж. 273-276 беттер
4. Антонов В.Ф. Биофизика, М., 2006 ж.
Бақылау сұрақтарыдегеніміз
1.Электрқозушылық (кері байланыс):
не
2.Тыныштық потенциалының пайда
болуының механизмі қандай?
3.Мембраналық потенциалдарды өлшеу
әдістері қандай?
4.Микроэлектродтық техника дегеніміз
не?

Ұқсас жұмыстар

Биоэлектрлік потенциал түсінігі

Әрекет потенциал

Әртүрлі мүшелердің электрлік белсенділігін зерттеу әдістері. Жүрек, орталық жүйке жүйесі, бұлшық ет электр белсенділіктері

Әртүрлі мүшелердің электрлік белсенділігін зерттеу әдістері. Жүректің, орталық нерв жүйесінің, бұлшық еттердің электрлік белсенділігі

Әрекет потенциалы

Тура потенциометрия Потенциометриялық титрлеу

Поляризация түрлері

ЭКГ анализ

Ағза ұлпасының импедансы

Мүшелердің электрлік өрісі

Пәндер