История развития биопотенциалов

В конце 18 века итальянский врач Луиджи Гальвани дал первые экспериментальные доказательства существования электрических явлений в мышцах лягушки.

Он обратил внимание на то, что отпрепарированные задние лапки лягушки приходили в движение, как только касались железной решетки балконов. К которой были подвешены

, проходящие через позвоночник и спинной мозг.

Александр Вольт существованию электричества в мышце противопоставил своё убеждение: «Электричество возникает при соприкосновении электрических металлов через влажную среду». Электричество в живых тканях измеряют в Вольтах.

1840 год, Матиучи открывает потенциал повреждения – участок поврежденной мышцы электроотрицателен по отношению к неповрежденной.

1848, Эмиль Дюбуа-Реймон установил, что возбужденный участок нервов электроотрицателен по отношению к невозбужденным. После этого открытия электрофизиологический метод исследования возбуждения является важнейшим.

С 1949 года Ходжкин-Катц усовершенствовали микроэлектронную технику, положив начало экспериментальной разработке мембранной теории возбуждения.

Физиологическая характеристика возбудимых тканей.

Основным свойством любой ткани является раздражимость, т.е. способность ткани изменять свои физиологические свойства и проявлять функциональные направления в ответ на действия раздражителя.

Раздражители – это факторы внешней и внутренней среды, действующие на возбудимые структуры.

Различают две группы раздражителей:

1. Естественные (нервные импульсы, возникающие в нервных клетках и различных рецепторах).
2. Искусственные (физические, механические(удар), температурные, электрические (переменный и постоянный ток).

- Химические (кислоты, основания, эфиры);

- Физико-химические (кристалл хлорида натрия).

Классификация раздражителей по биологическому принципу:

1. Адекватные (при минимальных энергетических затратах вызывают возбуждение тканей в естественных условиях существования организмов).
2. Неадекватные (вызывают в тканях возбуждение при достаточной силе и продолжительном воздействии).

К общим физиологическим свойствам тканей относятся:

1. Возбудимость – это способность живой ткани отвечать на действие достаточного сильного, быстрого и длительно действующего раздражителя. Изменение физиологических свойств и возникновение процессов возбуждения.

Мерой возбудимости является порог раздражимости – это та минимальная сила раздражителя, которая впервые вызывает видимые ответные реакции. Раздражение меньшей интенсивности, не вызывающего ответной реакции, называют подпороговым.

1. Проводимость – это способность ткани передавать возбуждение за счёт электрического сигнала от места раздражения по длине возбудимой ткани.
2. Рефрактерность – это временное снижение возбудимости одновременно с возникшим в ткани возбуждением. Она бывает абсолютной (нет ответа ни на какой раздражитель) и относительной (возбудимость восстанавливается и ткань отвечает на подпороговый или сверхпороговый раздражитель).
3. Лабильность – это способность возбудимых тканей реагировать на раздражение с определенной скоростью.

Законы.

Законы устанавливают зависимость ответной реакции тканей от параметров раздражителей. Эта зависимость характерна для высокоорганизованных тканей. Существует три закона.

1. Закон силы раздражения устанавливает зависимость ответной реакции от силы раздражителя. Эта зависимость неодинакова для отдельных клеток и для целой ткани. Для клеток зависимость развивается («всё или ничего» подпороговые раздражители не вызывают ответной реакции(ничего), а на пороговые раздражители возникает максимальная ответная реакция (всё)).

Для тканей эта зависимость иная: ответная реакция тканей прямо пропорциональна до определенного предела силе наносимого раздражения. Увеличение ответной реакции связано с тем, что увеличивается количество структур …

1. Ответная реакция ткани зависит от длительности раздражения, но осуществляется в определенных пределах и носит прямо пропорциональный характер. Существует зависимость между силой раздражения и временем его действия. Эта зависимость выражается в виде кривой силы и времени.
2. Закон градиента раздражения. Ответная реакция тканей зависит до определенного предела от градиента раздражения. Градиент - характеристика, показывающая направление наискорейшего возрастания некоторой величины, значение которой меняется от одной точки пространства к другой.

Структура биомембран. Функции клеточных мембран.

Потенциал действия – возникает при изменении разных потенциалов.

С помощью микроэлектроники стало возможным внутриклеточная регистрация биопотенциалов. В момент прохода электродов на экране осциллографа происходит резкое смещение нулевого уровня.

Зарегистрированная разность потенциалов получила название мембранного потенциала.

Физико-химический потенциал.

Мембранный потенциал (потенциал покоя) разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностью мембраны, состояние относительного физиологического покоя.

Потенциал покоя возникает в результате двух причин:

- Неодинаковое распределение ионов по обе стороны мембраны. Внутри клетки находится больше ионов калия К+.

- Избирательность проницаемости мембраны для ионов. В состоянии покоя мембраны неодинаково проницаемы для ионов калия, натрия и не проницаемы для органических веществ.

За счёт этого создаются условия для движения ионов. Это движение осуществляется без затраты энергии и путём пассивного транспорта – диффузии.

Внутренняя поверхность мембраны всегда заряжена «-» по отношению к внешней. Такое состояние называется поляризацией. Для поддержания ионной асимметрии в клетке имеются Na-K насосы – механизм обеспечения активного транспорта ионов. В клеточной мембране имеется система переносчиков, каждый из которых связывает треть ионов Na, которые находятся …

С наружной стороны связывается с ионами калия. Энергия берется при расщеплении АТФ.

Работа Na-K насоса обеспечивает:

1. Высокую концентрацию К, т.е. постоянную величину потенциала покоя.
2. Низкую концентрацию ионов Na, NaCl

ФХ механизм возникновения потенциала действия

Потенциал действия – это сдвиг мембранного потенциала, возникающий при действии порогового и сверхпорогового разряда, что сопровождается перезарядкой клеточной мембраны.

При действии порогового и сверхпорогового раздражения изменяется проницаемость клеточной мембраны (для ионов Na она повышается в 4500 раз).

В результате движения ионов Na происходит внутрь клетки, а ионы калия из клетки, что приводит к тому, что наружный потенциал мембран становится отрицательным, а внутри положительным. Компоненты ПД

Дата добавления: 2014-01-20