ЭЛЕКТРОТОНИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ И ЛОКАЛЬНЫЙ ОТВЕТ.

КАРАГАНДИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА – медицинской биофизики и информатики

Лекция: Потенциал действия нервного волокна и других возбудимых
тканей. Молекулярные механизмы.

 

ПО ООD 012 МВ 1112 - МЕДИЦИНСКОЙ БИОФИЗИКЕ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ: 051301 – «ОБЩАЯ МЕДИЦИНА»

051302 – «СТОМАТОЛОГИЯ

КУРС – 1

Продолжительность 50 минут

Составитель:

доцент, к.б.н.

____________ И.М. Риклефс

 

Караганда 2007 г.

 

Утверждена на заседании кафедры

Протокол №_____

от "____"__________200___г

Зав.кафедрой доцент ______________ Б.К. Койчубеков

 

Цель лекции: Изучить физические и физико-химические механизмы генеза мембранного потенциала. Показать молекулярную основу происхождения мембранных потенциалов и их роль в проведении возбуждения. Обосновать роль изменения скорости передачи информации в изменении функционального состояния организма.

 

ПЛАН

1.ЭЛЕКТРОТОНИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ И ЛОКАЛЬНЫЙ ОТВЕТ.

1.1. Электрон в клетках вытянутой формы.

2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ МЕМБРАН.

2.1 Метод фиксации потенциалов.

2.2 Метод локальной фиксации напряжения (пэтч-кламп).

2.3. Ионные токи при возбуждении

Временной ход Na⁺ и К⁺ - токов и изменений проводимости.

3. ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ.

 

Изменения мембранного потенциала нервных и мышечных клеток (волокон), возникающие при прохождении электрического тока через мембрану, принято разделять на пассивные (электротонические) и активные.

Электротонические изменения потенциала определяются как пассивными (линейными) характеристиками самой мембраны, так и кабельными свойствами всего волокна.

Простейшей моделью является сферическая клетка.

Для приложения тока и регистрации мембранного потенциала служат внутриклеточные электроды. При включении тока const положительного направления входящие в клетку положительные заряды постепенно разряжают мембранную емкость и таким образом деполяризуют мембрану. Соответственно отводящим электродом регистрируют быструю деполяризацию в начале толчка тока. Однако очень скоро деполяризация замедляется, поскольку при смещении мембранного потенциала от уровня покоя нарушается равновесие ионов токов, и во время деполяризации больше ионов К⁺ выходит из клетки. Этот противоположный поток положительных ионов через мембрану удаляет какую-то долю заряда, внесенного электрическим током, и разряд мембранной емкости замедляется. В конце концов деполяризация при постепенном уменьшении ее скорости достигает конечного уровня при котором ионный ток через мембрану равен электрическому току, приложенному с помощью электрода, и тогда дальнейший разряд мембранной емкости прекращается. Сдвиг потенциала, вызываемого толчком тока, и называется электротоническим потенциалом или электротоном.

Согласно предложенной схеме мембраны при равномерном распределении тока конечный уровень, или амплитуда электротонического потенциала, пропорционален сопротивлению мембраны (величине обратной проводимости) ионным токам. Скорость нарастания электротонического потенциала в самом начале определяется только емкостью мембраны; в это время протекает только емкостный ток. Когда возникает противоположно направленный поток ионов через мембрану, потенциал начинает экспоненциально меняться с показателем –t/t, где t- время, а t - постоянная времени мембраны, равная произведению сопротивления на емкость. В разных клетках t составляет от 5 до 5мс.