Биоэлектрлік потенциалдар

№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.

Электронды типтегі потенциалдар - еркін электрондардың,

Ион типтегі потенциалдар - иондардың болуынан пайда болады.

Ерітінділерде пайда болатын потенциалдар:

Фаза (күй, екі түрлі) аралық потенциалдар араласпайтын екі сұйықтың шекарасында пайда болады.

Мембрананың сыртқы және ішкі беттеріндегі потенциалдар айырымын - мембраналық потенциал д. а.

Жасушаның беттік (сыртқы) мембранасының өткізгіштігі түрлі иондар үшін бірдей емес (таңдайды)

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:

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

иондары себеп болады. Бұл иондар ағынының қосындылық тығыздығы:

Гольдман-Ходжкин-Катц теңдеуі

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

ТКП-на тек ғана K және Na иондары ғана үлестерін қосады. Мысалы, 30 град. С-ғы потенциал шамасы:

Гольдман-Ходжкин-Катц формуласымен есептелінген тыныштық күй потенциалы 60мВ болды.

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:

m - мембрана арқылы иондық насоспен тартылған натрий иондары мөлшерінің калий иондарының мөлшеріне қатынасын көрсетеді.

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 биоэнергетикалық процесстердің және насосының жұмысының бұзылуы потенциалдың азаюуына ықпал етеді. Мұндай жағдайда мембраналық потенциал Гольдман теңдеуімен сипатталады.