Мембрананың қозуының эквиваленттік электрлік схемасы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:
::Кіріспе:Биопотенциалдар түсінігі.Әсер потенциалы
::Негізгі бөлім:Автотолқындар және автотолқынды процестер.
::Қорытынды:Автолқындардың таралуы және медицинадағы маңызы
:: Қолданылған әдебиеттер
Биологиялық мембрананың ең негізгі атқаратын функциясының бірі - биопотенциалдарды генерациялау мен оларды жеткізіп беру болып табылады.Бұл құбылыс клеткалардың қозу негізінде жүзеге асады, оларға клетка ішінде өтетін процестердің реттелуі, нерв жүйесінің жұмысы, бұлшық еттер жиырылуы мен рецепция жатады.
Медицинада органдар мен ұлпалардың биопотенциалының пайда болуы нәтижесінде олардың электр өрістерін зерттеу емдеу (диагностика) әдістерінің негізі болып табылады. Оларға электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография және т.б. жатады.
Ұлпалар мен мүшелерге емдік әсер ету электростимуляция кезінде сыртқы электр импульстары арқылы жүзеге асады.
Өмір сүру процесі кезінде жасуша мен ұлпаларда электр потенциалдарының айрымы пайда болуы мүмкін. Олар 2 жолмен өтеді.
1. Бір молекуладан - 2 ші бір молекулаға электрондардың тасымалдануы нәтижесінде тотығу - тұрақтану потенциалы жүреді.
2. Мембрана арқылы иондардың тасымалдануы яғни иондардың концентрация градиентінің пайда болуы нәтижесінде мембрандық потенциал пайда болады.
Организмде тіркелген биопотенциалдар - бұлар негізінен мембрандық потенциалдар.
Мембрандық потенциалдар деп цитоплазманың ішкі және сыртқы беттерінің арасында пайда болатын потенциалдар айырмын айтамыз.
∆φМ = φіш - φсырт
Биопотенциалдарды зерттеу негізінен 3 - түрлі жолмен жүзеге асады:
1. Клетка ішілік потенциалдарды өлшеуге арналған Микроэлектродтық әдісі арқылы.
2. Биопотенциалдарды күшейтетін арнайы күшейткіштер арқылы.
3. Зерттеуге қолайлы үлкен клетка таңдалынып алынды - солардың ішінде Кальмар аксонын пайдаланып жүргізілген тәжірбиелер арқылы.
Кальмар аксонының диаметрі - 0,5 мм жетеді, бұл омыртқалы жануарлар мен адам аксонынан 100 -1000 есе үлкен.
Осы үлкен гиганттық аксонның маңызды физиологиялық қасиеті - оның нерв импульсінің нерв тамырлары арқылы таралуы өте жылдам өтеді.
Биофизика үшін Кальмар аксоны биологиялық өте құнды модельдік материал болды, сондықтан құрбақа (Париж), ит (С. Петербург) сияқты ғылымға сіңірген еңбегі үшін оған да ескерткіш орнату туралы ұсыныстар болды. Гиганттық Кальмар аксонына оның ешқандайда құрылымын өзгертпей Микроэлектродтарды енгізуге болды. Биоэлектрлік потенциалдар - жануар - адам - өсімдік клеткаларында пайда болатын электрлік потенциалдар айырмасы.
Биоэлектрлік потенциалдар - жануар - адам - өсімдік клеткаларында пайда болатын электрлік потенциалдар айырмасы.
Егер клетканы белгілі бір әдіспен тітіркендірсек ол қозады. Бұл кезде клетканың Физикалық, химиялық және функциялық қасиеттері өзгеріске ұшырайды. Қозған кезде клетка мембранасының электрлік күиі өзгеріске түседі. Клетканың қозған жері оның қозбаған жеріне қарағанда теріс зарядталады.
Клеткаға әсер ететін тітіркендіргіштер алдымен тыныштық потенциалының төменденуіне әкеп соғады. Тыныштық потенциалы төменгі шегіне жеткенен кейін әсер потенциалының активті (белсенді) кезеңі басталады. Әсер потенциалы нерв (жүйке) тамырларымен немесе бұлшық ет тарамдарымен өте үлкен жылдамдықпен тарайды. Оның жылдамдығы 100 мс жетеді - әсер ету ұзақтығы 2 мс тең.
Клеткаға тітіркендіргішпен әсер еткен кезде сол жердің Na - иондарын өткізу қабілеттілігі орасан зор өседі, ал К+ иондарын өткізу қабілеттілігі өзгеріске ұшырамайды. Соның әсерінен клетканың сыртында жүрген оң зарядталған Na - иондары клетканың ішіне ене бастайды. Сөйтіп мембрананың ішкі жағы оң зарядталады да сыртқы жағы теріс зарядталады.Сонымен, клетканың сыртында жүрген Na - иондарының оның ішіне көптеп енуі - әсер потенциалын туғызады, оның ұзақтығы 0,5- 2мс. Сонан кейін клетканың Na - иондарын ішкі өткізу қабілеті азаяды да К - иондарын өткізу қабілеттлігі арта түседі. Сөйтіп әсер потенциалы өшеді де, тыныштық потенциалы пайда болады.
Жүйке потенциалының бір жерінде пайда болған әсер потенциалы жылдам тарала бастайды. Сөйтіп ток пайда болады оны әсер тогы деп атайды. Клетканың бетінде бұл ток қозбаған бөліктен қозған бөлікке қарай қозғалса, клетканың ішінде қозған бөліктен қозбаған бөлікке қарай қозғалады. Сөйтіп пайда болған әсер тоғы қозбаған бөліктерге әсер етеді де, оларды тітіркендіреді қоздырады. Сөйтіп бұл бөлікте де әсер потенциалы пайда болады. Сонымен қозу импульсі клетканың 2- жағына бірдей тарала береді. Ал нерв жүйесі импульсті тек белгілі бір бағыта ғана таратады.
Әсер потенциалы - Тыныштық потенциалынан бұрын ашылған ХІХ ғ. электр тоғының нерв бойымен таралатыны анықталды. Гельмгольц нерв импулсінің 1- 100 мс жылдамдықпен тарайтындығын, ол оның өткізгіш арқылы электр импульсінің таралу жылдамдығынан әлдеқайда кіші екендігі 3*108 мс дәлелдеді. Кейінірек электрлік нерв импульсінің жай таралуы конденсатордың жай зарядталуы мен түсіндірілді, өйткені клеткалы мембрана өте үлкен кедергілі конденсоторға сай келеді. Мембрананың зарядталуының тұрақты уақыты өте үлкен, себебі мембрананың сиымдылығы мен нервтік талшықтың кедергісі үлкен.
Ағылшын физиологы А.Ходжкин өз қызметкерлерімен бірге 20 ғасырдың ортасында нервтік импульстің электр тогының импульсіне сай екендігін ашты.
1963ж Ходжкин, Хаксли, Иклсу- ге медицинадағы нервтік клетканы операциялау деген еңбектері үшін Нобельдік сыйлық берілді.
Әсер потенциалы деп (ӘП) мембрананың иондық өтімділігінің өзгерісінің әсерінен пайда болатын электрлік импульсті және онымен байланысты нерв пен бұлшық етте тарайтын қозу толқынын айтады.
Ходжкин және оның қызметкерлері жоғары Омдық кернеу өлшегіштерін пайдаланып әсер потенциалын зерттеуде өте үлкен аксион кальмарына микроэлектрод және таңбалы атом әдісін қолданып тәжірибелер жасаған.
Тәжірибеде Аксионға енгізілген 2 - микроэлектрод пайдаланылған -1- ші микроэлектродқа амплитурасы V - болатын Г - генераторынан тік бұрышты импульс беріледі - бұл мембрананың потенциалын өзгертеді.
Мембрандық потенциал жоғары Омдық кернеулік Р - тіркегіші бар 2 - ші микроэлектрод көмегімен өлшенеді.
Тітіркендіргіш импульс аз ғана уақытқа мембрандық потенциалдың ығысуына әкеліп соғады, ол тез аяқталып тыныштық потенциалы қайтадан қалпына келеді. Егер қозған импульс теріс таңбаға қарай ығысатын болса, онда ол мембрананың гиперполяризациясын туғызады.
Қозған импульс оң болғанда және оның амплитудасы (парогтык) - шектік Vпарамплитудадан кем болса онда әсер потенциалы пайда болады. Бірақ оң деполяризациялық импульстің амплитудасы шектік (парогтық) амплитудадан үлкен болса (Vпор) φм φмпар мембранада мембрандық потенциалдың кенеттен өсуі пайда болып өзінің таңбасын өзгертіп оң потенциалға ие болуы мүмкін.
Мембрандық потенциал кейбір оң Реверсиялық потенциалға жетіп - қайтадан тыныштық потенциалына φмп қайта оралады, яғни өшетін тербеліс сияқты қозғалыс жасайды.
Нервтік талшықта және бұлшық ет скелетінде әсер потенциалының ұзақтығы 1 мс - ке созылады, ал жүрек бұлшық еттерінде ол ұзақтық 300мс - жетеді. Қозу аяқталғаннан кейін де ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.