Равновесный потенциал Нернста

Это уравнение для равновесного мембранного потенциала.

R- универсальная газовая постоянная; Т – термодинамическая температура; C – молярная концентрация; F – число Фарадея 96500 Кл/моль; Z – валентность.

В основном, концентрация ионов калия.

 

 

Вопрос 24.Проницаемость мембран для ионов. Модель стационарного мембранного потенциалаГольдмана-Ходжкина-Катца.

1)

φМ= φi– φo

Мембранный потенциал (φм) = трансмембранный потенциал – это разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями мембраны.

 

МП обусловлен неравномерной концентрацией ионов внутри и снаружи клетки и неодинаковой проницаемостью мембраны для анионов и катионов.

2) Модель стационарного мембранного потенциала Гольдмана-Ходжкина-Катца.

Нернст учитывал только равновесную концентрацию ионов калия. Учет дополнительно ионов Naи Cl дает уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца-уравнение для стационарного мембранного потенциала, при котором суммарный ток ионов через мембрану равен нулю.

 

R- универсальная газовая постоянная; Р- проницаемость мембраны; Z – валентность; Т – термодинамическая температура; F–число Фарадея 96500 Кл/моль.

Вопрос 25 Понятие об активном транспорте ионов через биологические мембраны.

1) Активный транспорт – это перенос веществ (ионов) через БМ, связанный с затратой химической энергии (энергия метаболизма) из области с меньшей концентрацией в область с большей (из области меньшего электрохимического потенциала в область большего электрохимического потенциала).

 

2) Компоненты систем активного транспорта:

1. Источник свободной энергии

2. Переносчик данного вещества

3. Сопрягающий фактор (Регуляторный фактор) – это различные транспортные АТФ-азы, локализованные в клеточных мембранах.

 

3) Свойства систем активного транспорта:

1. Необходимость энергетического обеспечения.

2. Специфичность – каждая система обеспечивает перенос одного вещества.

 

4) Существует несколько систем активного транспорта в плазматической мембране (ионные насосы):

1. Натрий – калиевый насос (3 Na+ наружу в межклеточную жидкость, 2K+ внутрь клетки)

Отвечает за нервное возбуждение.

2. Кальциевый насос (2Ca2+ наружу в органеллы)

Отвечает за расслабление.

3. Протонная помпа (Перенос пары электронов по дыхательной цепи приводит к переносу двух протонов через БМ)

Отвечает за энергетику клетки.

 

Вопрос 26.Механизмы формирования потенциала действия на мембранах нервных и мышечных клеток.

 

1) Потенциал действия (ПД)- это изменение мембранного потенциала на противоположный при возбуждении нервных клеток.

ПД - это электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости БМ и связанный с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения.

Резко падает сопротивление мембраны для ионовNa+на 2-3 порядка. Нужен стимул – раздражитель.

Свойство ПД- наличие порогового φпор деполяризующего потенциала.

ПД разовьется, если амплитуда стимула больше порогового значения.

При возбуждении:

1) Открываются быстрые Na-каналы. Naустремляется в клетку-происходит деполяризация.

2) Затем открываются медленные К-каналы- происходит реполяризация.

 

Распространение ПД по двум типам нервных волокон:

Безмиелиновые

 

Каждый участок волокна, воспринимая электрический сигнал от соседних участков нерва, генерирует ПД, который затем распространяется дальше.

Миелиновая оболочка способствует ускорению процесса распространения возбуждения в 10 раз.

 

Вопрос 27Процессы, происходящие в тканях организма под действием электрических токов и электромагнитных полей

1) Живые ткани являются композиционными средами: объемное сочетание разнородных компонентов. Одни структурные элементы тканей обладают свойствами проводников, а другие – диэлектриков.

2) Проводники – это вещества, в которых есть свободные заряды, способные перемещаться под действием электрического поля. (ионы)Определяют токи проводимости

Диэлектрики – все заряды неподвижны = связанные заряды. (диполи). Определяют поляризацию биологических тканей.

3) Первичное действие постоянного тока связано с: направленным движением ионов, их разделением и изменением их концентрации в разных элементах тканей у БМ, а также с поляризационными явлениями. В тканях возникает ток проводимости, который течет по межклеточной жидкости.

Лечебное применение постоянных токов и полей:

1) Гальванизация – физиотерапевтический метод применения с лечебной целью постоянного непрерывного электрического тока малой силы до 50 мА и низкого напряжения 60-80 В, подводимого к телу человека через контактно наложенные электроды.

2) Лекарственный электрофорез- введение лекарственных веществ через кожу или слизистую оболочку с помощью постоянного тока.

3) Франклинизация

 

4) Механизм действия импульсных токов:

Импульсные токи НЧ: раздражающее, стимулирующее действие. Т.к. есть быстрое перемещение и накопление ионов Na и K у клеточных мембран, а во время паузы – быстрое удаление.

Лечение: динамические токи электросон, амплипульстерапия, стимуляторы, дефибриллятор.

Порог ощутимого тока1 мА.

Порог неотпускающего тока 10-15 мА.

Опасен ток – 50 мА.

 

 

5) Биологическое действие электромагнитного поля высокой частоты.

Токи и поля высокой частоты(>200 Гц) оказывают: тепловое + нетепловое (осцилляторное + специфическое воздействие).

Специфическое = частотнозависимые эффекты

заключается в различных внутримолекулярных физико-химических процессах, структурных перестройках, которые могут менять функциональное состояние клеток ткани.