Головна

АКТИВНО-збудливості СЕРЕДОВИЩА

  1.  II. ІННОВІРОВАНІЕ НАВЧАННЯ - ТЕХНОЛОГІЯ саморозвитку СОЦІАЛЬНО-ПЕДАГОГІЧНОЇ СЕРЕДОВИЩА
  2.  II. Порядок ПРОВЕДЕННЯ ідентифікації ПОТЕНЦІЙНО ШКІДЛИВИХ І (АБО) НЕБЕЗПЕЧНИХ ФАКТОРІВ ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА І ТРУДОВОГО ПРОЦЕСУ
  3.  III. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ (ВИПРОБУВАНЬ) І ИЗМЕРЕНИЙ ідентифікувати ПОТЕНЦІЙНО ШКІДЛИВИХ І (або) небезпечних ФАКТОРІВ ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА І ТРУДОВОГО ПРОЦЕСУ
  4.  IV. Охорона нашої спільної навколишнього середовища
  5.  Адміністративне, підприємницьке, кримінальну та інше законодавство як джерело права навколишнього середовища
  6.  Аналіз зовнішнього і внутрішнього середовища

З раніше розглянутого відомо, що в збудженому стані на мембрані живої клітини створюється постійна різниця потенціалів (потенціал спокою), яка обумовлена ??в основному рухомим рівновагою іонів К +, Na +, Cl-, причому, зовнішня поверхня клітки електропозитивний, внутрішня - електронний торгівельний. Кількісно ця модель описується рівнянням Гольдмана-Ходжкіна-Катца.

При порушенні, в результаті зміни проникності клітинних мембран для іонів Na+ і К+, Відбувається спочатку деполяризация, а потім реполяризация порушеної ділянки клітинної мембрани, виникає короткочасно мінливий потенціал (потенціал дії). Порушення триває кілька мілісекунд, потім мембрана приходить в початковий стан, але різниця потенціалів на мембрані дорівнює нулю, а відновлення потенціалу до вихідного значення відбувається за рахунок калій-натрієвого насоса.

Однак, збудження ділянки не є локальним, воно переходить на інші ділянки, тобто процес збудження поширюється по поверхні клітини. Математичний опис процесу поширення потенціалу дії було проведено за аналогією з фізичним процесом поширення електромагнітної хвилі по коаксіальному (ізольованому) кабелю. Розгляд самого, так званого телеграфного рівняння, що описує процес поширення збудження, не входить в нашу програму. Ми розглянемо тільки принципові підходи до процесу поширення хвиль збудження в живих клітинах за аналогією з процесом поширення електромагнітних хвиль в середовищі. Електромагнітна хвиля, поширюючись в середовищі, загасає, тому що її енергія переходить в енергію молекулярно-теплового руху середовища. Хвилі збудження в живих тканинах загасають, вони отримують енергію з самого середовища (енергію АТФ-фази) в період відновлення потенціалу спокою. Хвилі, які отримують енергію з самого середовища в процесі поширення, називаються автохвиль, А середовище називається активною, звідси і назва - активно-збудливі середовища (ABC).

Розглянемо процес поширення збудження по нервовій клітині (нервового волокна).У збудженому ділянці А мембрана деполяризуется і між збудженим А і незбудженим У ділянками виникає різниця потенціалів (?АВ). Наявність різниці потенціалів призводить до появи між цими ділянками електричних струмів, званих локальними струмами або струмами дії (i). На зовнішньому ділянці поверхні клітини локальний струм тече від збудженого ділянки до порушеній, всередині клітини - в зворотному напрямку. Локальний ток подразнює збудженому ділянку, викликаючи зменшення різниці потенціалів на цій ділянці, тобто деполяризацию мембрани. Коли деполяризація на ділянці В досягає порогового значення, в ньому виникне потенціал дії. В цей час на ділянці А відбуваються відновні процеси реполяризації, він стає збудженим. Ділянка В, за описаним вище принципом, збуджує ділянку С, і т.д. Це призводить до поширення збудження по всій довжині нервового волокна, причому поширення відбувається тільки в одному напрямку. Насправді, в нервових волокнах відбувається односторонній напрямок поширення збудження при наявності мієлінових оболонок, що покривають нервові волокон. Оболонка є ізолятором, і на ділянці, покритому мієліном не може виникнути збудження. Мієлінова оболонка не суцільна, через 1 - 3 мм вона порушується так званими перехопленнями Ранвье - неміелінізірованнимі ділянками.

При порушенні перехоплення А збуджується ділянка волокна тільки наступного перехоплення В, а якщо він блокований, наприклад анестетиком, то наступним буде порушуватися перехоплення С. Після переходу збудження на наступний перехоплення В або С, перехоплення А на деякий час втрачає здатність до збудження (властивість рефрактерности) - цим обумовлюється одностороннє проведення поширення імпульсу по нервовому волокну.

В електричному відношенні порушувані ділянки нервового волокна можна представити наступною еквівалентною схемою.

Тут: Rм - Опір ділянки мембрани на перехопленні Ранвье. Див - ємність мембрани на перехопленні Ранвье. Ra - зі опір аксоплазми між перехопленнями Ранвье. Опір зовнішнього середовища R а

.

Позначимо величину потенціалу на мембрані при максимальній деполяризації ??, заряд на мембрані в цей момент ?q, ємність мембрани См, Тоді, ?? = ?q / CM, звідки ?q = ??С. Заряд мембрани і її потенціал змінюється внаслідок протікання локального струму i = ?q / t, звідки t = ?q / i, Де t - час, протягом якого мембрана деполяризуется, тобто час переходу збудження з ділянки А на ділянку У або з ділянки В на ділянку С і т.д. Локальний ток можна визначити з формули i = U / R, Де U - різниця потенціалів між збудженим і збудженому ділянками, R - загальний опір: мембрани Rм , Аксоплазми Rа , Що оточує клітину рідини Rе (Останнім опором можна знехтувати зважаючи на його малість). В підсумку t = ??СмR / U; ?? / U = k = const, тоді t = kCмR - Це час переходу з одного порушеної ділянки на іншу. А швидкість проведення збудження по нервовому волокну дорівнює ? = х / t = х / kCмR, Де х - відстань між збудженою і не збудженим ділянками, a R дорівнює сумі опорів мембрани і аксоплазми.

R = Rм + Ra = pмl / Sм + pax / Sa

рм, ра - Відповідно, питомі опори порушеної ділянки мембрани і аксоплазми; l- товщина мембрани; SM = 2?rdx - площа мембрани; r - радіус волокна, dx - ширина порушеної ділянки (перехоплення Ранвье); S = ?r2 - Площа перерізу аксоплазми.

? = x / (kCм((Pмl) / (2?rdx) + (pa x) / (?r2))

Остання формула визначає залежність швидкості поширення збудження по нервовому волокну від електричних параметрів - Зм, рм, ра і від геометричних розмірів волокна і збуджених ділянок - r, x, l, dx. Наприклад, якщо в миелиновом нервовому волокні блокувати один з каналів, то швидкість поширення збудження збільшиться. Ми розглянули поширення збудження в активній провідному середовищі на прикладі нервового волокна. Тепер звернемося до найпотужнішого джерела електричного поля в організмі людини серцю. Серцевий пульс ритмічний і володіє певною частотою. Порушення в серце починається в сино-атріального вузлі (венозній синус). Він діє подібно релаксаційні генератору, регулярно видає електричні імпульси (кожен через 1/78 хвилини). Ці імпульси поширюються по поверхні передсердя в усіх напрямках, змушуючи м'язові волокна передсердя скорочуватися. Коли два імпульсу досягають протилежного боку передсердя, прийшовши з двох напрямків, вони гасяться, так як тільки що скоротилася м'яз не проводить імпульсу в зворотному напрямку (рефрактерность). Крім того, що імпульсизмушують передсердя скорочуватися, електрохімічна пульсація, зароджуючись в венозному синусе, стимулює в першу чергу передсердно-шлуночковий (атріовентрикулярний) вузол. Цей вузол після короткої затримки в часі (близько 0,1 сек) видає нові електричні імпульси, які поширюються по спеціальній групі волокон, які називаються пучком Гисса. Ці волокна закінчуються в центральній м'язової стінки між двома шлуночками. Імпульс поширюється далі по стінках шлуночка, досягаючи волокон Пуркіньє, викликаючи скорочення шлуночків.

Сіно-атріальний вузол відповідає електронному мультивібратором, що працює в режимі очікування і контролюючому інший мультивибратор - атріовентрикулярний вузол, який в свою чергу контролює третій мультивибратор - шлуночок. Багато фактів свідчать на користь такої аналогії. Власна частота сино-атриального вузла може модулюватися дією двох різних нервів - сімпатікуса або парасімпатікус, які знижують або підвищують частоту посилок імпульсів на цей вузол. Це нагадує підстроювання опору або ємності в ланцюзі працюючого мультивибратора.

Розглядаючи фізико-хімічні принципи збудження в міокарді, слід зупинитися на морфо-фізіологічні особливості провідної системи серця. Вони полягають в тому, що кожна клітина здатна самостійно генерувати збудження, в цьому випадку говорять, що клітина має автоматией. При цьому спостерігається градієнт автоматии, що виражається в порядку спадання здатності до автоматии в різних ділянках провідної системи в міру їхнього видалення від сино-атриального вузла.

У звичайних умовах автоматия всіх нижчих ділянок пригнічується більш частими імпульсами з сино-атриального вузла. У разі поразки або виходу з ладу цього вузла водієм ритму може стати Антрім-вентрікулярний вузол. Імпульси при цьому будуть виникати з частотою 30 - 40 в хвилину. Якщо вийде з ладу Антрио-вентрікулярний вузол, то водієм ритму можуть стати волокна пучка Гіссен. Частота знизиться до 15 - 20 в хвилину. У тому випадку, якщо вийдуть з ладу водії пучка Гіссен, процес збудження спонтанно може виникнути в волокнах Пуркіньє. Ритм серця буде дуже низьким - до 10 в хвилину. В цілому діяльність серця можна уявити як роботу групи джерел струму (струмових генераторів) в обмеженою провідному середовищі. Джерело струму являє собою ЕРС з внутрішнім опором г, що значно перевищують опір зовнішнього навантаження R. Таким чином, струм у зовнішній ланцюга залишається постійним незалежно від змін навантаження.

J = ЕРС / (R + r), а так як R << r, то J = ЕРС / r

Залежно від частоти, форми, амплітуди напруги джерела ЕРС змінюється і струм у зовнішньому ланцюзі, а, отже, і падіння напруги на опорі R. знімає напругу з зручних точок зовнішньої ланцюга є ЕКГ, яка відображає електричні та фізіологічні процеси, що відбуваються при поширенні збудження в серці описаним вище способом. Тому ЕКГ і є одним із засобів діагностики захворювань серцево-судинної системи.

 




 Способи отримання поляризованого світла. |  МЕХАНІЗМ ОПТИЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ. ОПТИЧНІ КВАНТОВІ ГЕНЕРАТОРИ |  рентгенівське випромінювання |  Масове число - це ціле число, найближче до атомної масі елемента, вираженої в а.е.м. |  Дозиметр ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ |  МАТЕРИЯ І РУХ. СУЧАСНІ ПОГЛЯДИ НА ПРИРОДУ речовини і ПОЛЯ |  Баріонів заряд - це особливий квантовий число, властиве тільки баріонів. |  МОДЕЛЮВАННЯ. ІМОВІРНІСНІ МЕТОДИ ДІАГНОСТИКИ |  Імовірнісні методи діагностики |  СТРУКТУРНІ ОСНОВИ ФУНКЦІОНУВАННЯ МЕМБРАН |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати