Әрекет потенциал

Презентация қосу

Биоэлектрлік
потенциалдар
Жоспары:

1. Биоэлектрлік потенциалдар қалай пайда болады?
2. Тыныштық потенциалы дегеніміз не?
3. Әрекет потенциалы дегеніміз не?
Биоэлектрлік потенциал

Потенциалдар айырымы – бұл әр түрлі таңбадағы электр
зарядтарының кеңістіктік бөлінуі болып табылады.
Тірі ағза жасушаларында, ұлпаларында пайда болатын потенциал айырмасын –
биоэлектрлік потенциал деп атайды.
Тірі ағзада биоэлектрлік потенциалдардың пайда болуы жасуша
мембранасында әр түрлі физика - химиялық градиенттердің болуына
байланысты.
Ұлпалар мен мүшелердің
биоэлектрлікбелсенділігіне тәуелді биоэлектрлік
потенциалдарды
Электрография зерттеу
- дене бетінде немесе әдістерін былай бөледі:
дененің ішкі
бөлігіндегі биопотенциалдарды жанасу тәсілімен
тіркеу әдісі.
Электроэнцефалография- мидың әртүрлі
бөліктеріндегі биоэлектрлік белсенділікті
сипаттайтын потенциалдардың айырмасын бастың
бетіндегі жанасу тәсілімен тіркеу әдісі.
Электромиография -бұлшық ет бетінде
(интерференциялық электромиография) немесе
бұлшық ет ішіндегі (жергілікті электромиография)
потенциалдар айырмасын мен электр өрісін жанасу
тәсілімен тіркеу әдісі.
Электроокулография -көз алмасының қозғалыс
потенциалын тіркейтін әдіс.
Пайда болу механизміне
байланысты потенциалдар:
араласпайтын екі
фазалық күйдегі
заттар
шекарасында
Диффузиялық (судағы
Диффузия электролит
құбылысында ертіндісі мен май)
пайда болатын, пайда болады. Ағзада тіркелетін
араласатын Мысалы, анионға биопотенциалдар
ерітінділерді салыстырғанда Мембраналық
аламыз. катиондар майлы
Концентрациясы ортада жақсы
көптен азға қарай еритін болса, онда
жүреді. ол майлы ортадаға
жылдам ауысып,
ортаны оң
зарядтайды.
Фазалық
Ағзада тіркелетін биопотенциалдар
– мембраналық потенциал.
Осыған байланысты мембрананың сыртқы және ішкі беттеріндегі потенциалдар
айырымын - мембраналық потенциал д. а.

М ішкі сырт
Мембраналық потециалдың пайда
болуы туралы алғашқы теорияны 1902
жылы Бернштейн ұсынды.
ХХ ғасырдың 50 жылдары Ходжикин, Хакси және Катц,
Бернштейнннің теориясының дұрыстығын тәжірибе арқылы
дәлелдеді. Олар мембрананың иондарды таңдап өткізуінен
мембрананың іші мен сыртқы орталарындағы иондардың
концентрациясының әр түрлі болуы биопотенциалдың пайда
болуының басты себебі деген қорытынды жасады және оны
кальмардың аксонында жүргізген тәжрибелері арқылы толық
дәлеледі.
Мембраналық потенциал

(қозғалыс жоқ кезде пайда
болып екіге бөлінеді
болады) Әрекет
Тыныштық күй
Тыныштық күй потенциалы

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.
Сонымен тыныштық потенциалы калий иондарының циоплазмадан
сыртқы ортаға қарай бағытталған диффузия әсерінен деп
қарастырсақ, онда оның шамасын Нернст теңдеуінен анықтауға
болады:
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 .
Кейінгі жүргізілген тәжірибелер мембрананың аз мөлшерде натрия
мен хлор иондарын да өткізетіндігін көрсетті, олай болса
тыныштық потенциалының пайда болуында K+, Na+ және
Cl- иондарынының да қатысы бар. Қозбаған мембрананың K+,
Na+ және Cl- иондары өткізу коэффиценті PK : PNa : PCl = 1 : 0,04 : 0,45
мұнан калий ионының натриға салыстырғанда өтімділігі 25 есе
жоғары екендігі көрінеді, яғни тыныштық потенциалының пайда
болуында калии мен натрии иондарының концентрациялары басты
роль атқаратындығы келіп шығады.
1949 жылы Гольдман, Ходжкин және Катц тыныштық
потенциалының басты теңдеуін ұсынды:

M
RT
ln

PNa Na i PK K i PCl Cl

0

F
PNa Na 0 PK K 0 PCl Cl

i
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
60мВ болды.
Гольдман теңдеуімен есептелінген мембраналық потенциал мәні Нернст теңдеуімен
есептелінген потенциалдан біршама аз.
1кг H 2O құрамындағы
м*моль
ион
Жасуша Жасушаның
ішінде сыртында

K
340 10,4
Na 49 463
Cl 114 592
Мембраналық биопотенциалдарды зерттеу:

Микроэлектрод әдісімен жасушаішілік потенциалды өлшеу.
Биопотенциалды күшейткіш
Зерттеу объектісі ретінде ірі жасушалы калмар аксоны алынады
Калмар аксонына микроэлектрод салынады.
Шыны микроэлектрод өте жіңішке ұштары бар микропипеткадан тұрады.
Электрод
сравнения Микроэлектрод
Измерите-
льный
Внеклеточная
жидкость
прибор

Цитозоль
Әрекет потенциал
Қозу жағдайында жасуша мен қоршаған орта арасындағы
потенциал айырымы өзгереді. Осы кезде ӘП пайда болады.
Әрекет потенциалдың негізгі қасиеттері:

Деполяризация потенциалының табалдырық мәнінің болуы
Егер деполяризация потенциалы табалдырық мәнінен үлкен болса, онда
әрекет потенциал п.б.
Егер деполяризация потенциалының амплитудасы қозу табалдырығынан кіші
болса, онда әрекет потенциалы болмайды.
ӘП конденсатордың зарядталуы мен разрядталуы кезіндегі апериодтық
(периодтық емес) үрдістер тәріздес болады.
ӘП-дың маңызды қасиетінің бірі олардың нерв талшықтары бойымен таралуы.
Нерв талшықтарында және қаңқа бұлшық еттерінде әрекет потенциалдың
ұзақтығы 1 мс шамасында болады. (жүрек бұлшық еттерінде 300 мс
шамасындай). Қозу аяқталғаннан кейін де 1-3 мс мембранада қалдық
құбылыстар байқалады, яғни мембрананың рефрактерлік кезеңі (қозбаған
күйі).
Қозу кезінде натрий иондары үшін мембрананың өтімділігі
күрт артады.

Тыныштық потенциал кезінде әр түрлі иондар үшін мембрананың өтімділік
коэффициенттері:

Pk : PNa : PCl 1 : 0.04 : 0.45
Қозу кезеңінде

Pk : PNa : PCl 1 : 20 : 0.45
ӘП бірнеше фазадан тұрады

: потенциал оң бағытқа қарай тез артады. Арту барысында
жасушалық мембрана өзінің қалыпты зарядын (поляризациясын)
жоғалтады- деполяризация фазасы.
Әрекет потенциалдың төмендеп, бастапқы қалпына келуін
реполяризация кезеңі деп атайды.
Реполяризация кезеңінің соңында потенциалдың күшеюін
гиперполяризация деп атайды.
Қозу үрдісі

ӘП және оның фазалары:
1 — деполяризация,
2 — инверсия,
3 —реполяризация,
4 — іздік поляризация.
Б — натрий каналдарының
қақпасы (m және h).
В — калий каналдарының қақпасы
және олардың ӘП әр кезеңіндегі
болу шарттары
Мембрана қозуы Ходжкин -Хаксли
теңдеуімен сипатталады.

d
I М С М Ii
dt
I М - мембрана арқылы өтетін ток, См -
мембрананың сыйымдылығы, I i -
мембрана арқылы өтетін иондар тогының
қосындысы.
Назарларыңызға
рахмет!
Қолданылған әдебиеттер:

1. Арызханов Б.,Биологиялық физика,1990 ж.
2. Кошенов Б.К. Медициналық биофизика, ,2011г.
3. Тиманюк В.А., Животова Е.Н. Биофизика, Киев, 2004г с..
4. Ремизов А.М. Медицинская и биологическая физика, М.,2010г.
5. Антонов В.Ф. Биофизика, М., 2006 г.

Ұқсас жұмыстар

Әрекет потенциалы

Биоэлектрлік потенциал түсінігі

Қозу үрдісі

Мембрана құрылысының бұзылуы

Ионды каналдар

Аймақтың экономикалық потенциалы және оны бағалау

Адам ресурстарына Қазақстан экономистерінің көзқарасы

Жүйке талшықтарының физиологиясы

Бұлшық ет және жүйке физиологиясы

Жүйке талшықтарының құрылымы

Пәндер