Головна

Історія вивчень біоелектричних явищ в тканинах

  1.  C. запалення в тканинах, що оточують корінь;
  2.  III етап - виявлення системних і вісцеральних проявів.
  3.  III етап - виявлення системних і вісцеральних проявів.
  4.  III. ІСТОРІЯ ДАНОГО ЗАХВОРЮВАННЯ
  5.  IV. ІСТОРІЯ ЖИТТЯ
  6.  OZON.ru: Історія успішного інтернет-бізнесу в Росії
  7. " Війна всіх проти всіх ". Історія питання

Перші спроби по вивченню біоелектричних явищ («тваринної електрики») відомі з ХVIII століття, коли були виконані дослідження на «електричних» органах риб (Адансон, тисячу сімсот п'ятьдесят одна; Целп, 1773; Вільямсон, 1775 і ін.). Всі ці дослідження підготували сприятливий грунт для праць Гальвані, що заклали основу електрофізіології як цілком самостійної галузі науки. У 1791 р їм були опубліковані результати досліджень, в тому числі знаменитого «балконного» досвіду (Рис. 1.5).

В разі монтажу нервово - м'язового препарату на залізну решітку за допомогою мідного гачка, що проходить через спинний мозок препарату, мало місце скорочення м'язів лапки кожного разу, коли ця лапка стикалася з залізними ґратами балкона.

Гальвані вважав, що причиною скорочення м'язи в даному випадку є електрику, причому, джерело цього електрики вчений бачив саме в нервово - м'язовому препараті жаби.

Однак йому заперечив його знаменитий співвітчизник - фізик А. Вольта, який вважав, що в «балконному» досвіді м'яз є лише чутливим «електрометром» електрики, що породжується контактною різницею потенціалів різних металів, використовуваних в дослідах Гальвані. Пізніше, захищаючи свою точку зору від заперечень опонентів, Гальвані відтворює різні модифікації дослідів, в яких скорочення м'язи викликалося шляхом накидання нерва за допомогою скляної палички на пошкоджений і неушкоджений ділянку м'язи.

Пізніше відкриття Гальвані були підтверджені в роботах Маттеучі (1837).

Однак Маттеучі виявив явище вторинного або індукованого скорочення: при приміщенні нерва одного нервово-м'язового препарату на м'яз іншого препарату і подразника нерва цього препарату, Маттеучі спостерігав скорочення м'язи обох препаратів

На підставі цього явища Маттеучі висунув припущення про зміну електричних зарядів нервової тканини при її порушенні.

Подальший розвиток уявлень про природу «тваринної електрики» пов'язано з впровадженням в фізіологію експериментальних прийомів і техніки. У 1820 році Швейгер сконструював гальванометр, удосконаливши який італійський фізик Нобіле застосував його в 1827 р для перевірки дослідів Гальвані. Однак найбільший інтерес представляють роботи Е. Дюбуа-Реймона, виконані в 1840-1860 рр. У цих роботах завдяки високочутливому гальванометра і ряду інших технічних нововведень вдалося вперше визначивши електричні процеси в м'язі, зареєструвавши потенціал зовнішньої і внутрішньої поверхні мембрани клітин. Вперше він встановив, що зовнішня мембрана заряджена позитивно по відношенню до внутрішньої, і ця різниця потенціалів змінюється при скороченні м'яза.

Пізніше, в 1896 р В. Ю. Чаговець вперше висловив гіпотезу про іонному механізмі електричних потенціалів в живих клітинах і зробив спробу застосувати для їх пояснення теорію електролітичноїдисоціації Аррениуса. У 1902 р Бернштейном була розвинена мембранно-іонна теорія, згідно з якою клітинна поверхня являє собою напівпроникну мембрану, яка в стані фізіологічного спокою проникна для іонів калію і практично непроникна для інших поза - і внутрішньоклітинних іонів. У 1936 році англійський зоолог Джон Юнг виявив у кальмарів і каракатиць надзвичайно товсті аксони, які згодом стали називати "гігантськими аксонами". Їх діаметр перевищував 0,5 мм, що дозволило досить легко вводити в них мікроелектроди, проводити хімічний аналіз міститься в них рідини, вводити в них різні розчини і т.д. «Гігантські аксони» стали улюбленим об'єктом для вивчення біоелектричних явищ в тканинах, з їх допомогою було отримано багато нових і цікавих даних.

Сучасні уявлення про природу біоелектричних явищ в тканинах базуються на результатах робіт Алана Ходжкіна, Ендрю Хакслі, Бернарда Катца. Ці вчені в 40-50 роках ХХ століття модифікували і експериментально обгрунтували мембранно-іонну теорію Ю. Бернштейна. В даний час їх погляди про природу біоелектричних явищ користуються загальним визнанням. Згідно з їхніми уявленнями, наявність електричних потенціалів в живих клітинах обумовлено різною концентрацією іонів Na+, K+, Ca2+ і Cl- всередині і поза клітиною, а також різною проникністю для них клітинної мембрани. За розробку теорії іонного механізму збудження ці автори були удостоєні звання лауреатів Нобелівської премії.

Тут треба розповідати про потенціал спокою і дії

Поняття про потенціал спокою. Роль іонів К +, Na +, Ca + 2, Cl- в походженні мембранного потенціалу. Калій-натрієвий насос, його значення. Рівняння Нернста і Гольдмана, розрахунок величини мембранного потенціалу.

потенціал спокою(ПП) - це різниця потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхні мембрани в стані спокою, тобто в спокої мембрана поляризована.

Походження ПП обумовлено:

1. Нерівномірним розподілом іонів калію і натрію між цитоплазмою і міжклітинної рідиною.

В клітці - Калію близько 400 мкмоль / літр, поза клітиною - 10, відповідно, натрію в клітці - 50 і 460 - поза клітиною - в стані спокою.

2. Виборча проникність клітинної мембрани в спокої для натрію і калію.

В спокої - Висока проникність для калію, а для натрію в спокої вона практично відсутня невелика.

У спокої за рахунок процесу полегшеної дифузії через некеровані повільні калієві канали за рахунок градієнта концентрації - калій постійно виходить з клітки в позаклітинний простір, це формує постійний виходить калієвий струм. Він є причиною різниці потенціалів в спокої і обумовлює ПП.

Постійному виходить калієвому току протидіє робота калієва частина калій-натрій насоса, яка забезпечує постійне зворотний надходження 2 молекул калію із зовнішнього середовища в клітку. У спокої швидкості цих двох процесів невеликі. В реальних умовах в клітці виникає якесь рівноважний стан між виходять калієвих струмом і входять калієвих струмом. Це формує певний рівноважний потенціал / ЕК /, який формує по суті ту реальну різницю потенціалів, яка існує між зовнішньою і внутрішньою поверхнею клітини, якби її створював один вид іонів.

Його величина, описується рівнянням Нернста:

ie k KK nF RT E ln

де: R- Газова постійна, Т- Абсолютна температура, F- Число Фарадея, ке - Концентрація вільних іонів калію в зовнішньому розчині, До i - Їх концентрація в цитоплазмі, n - Валентність, ln - натуральний логарифм.

За цією формулою Нернста можна підрахувати внесок калію в формування потенціалу мембрани в стані спокою, а так само - збудження. Реально рівноважний потенціал для каліюв спокої дорівнює мінус 90 мілівольт. натрій, Його рівноважний потенціал в спокої - плюс 60 мілівольт. Хлор, для нього рівноважний потенціал дорівнює - мінус 70.

Гольдман - американський вчений - створив об'єднавчий рівняння, в якому підсумовував ці показники потенціалів для натрію, калію, хлору, тільки в ці рівняння введено одне додавання - коефіцієнт проникності мембрани для іона, який характеризує швидкість дифузії кожного з іонів. Розрахунок з використанням рівняння Гольдмана показує, що в стані спокою потенціал мембрани складає мінус 70 мілівольт. Реальні вимірювання ПП - 70-80 мВ. Таке електричне стан мембрани клітини в спокої - вона поляризована.

 Збудливі тканини і їх основні властивості |  Потенціал дії і його фази. Зміна проникності калієвих, натрієвих та кальцієвих каналів в процесі формування потенціалу дії.


 Кровообіг. |  Травлення |  ЦЕНТРАЛЬНА НЕРВОВА СИСТЕМА |  АНАЛІЗАТОРИ. |  Травлення. |  ВИЩА НЕРВОВА ДІЯЛЬНІСТЬ. |  Значення обміну речовин. |  Етапи розвитку розвитку фізіології. Аналітичний і системний підхід до вивчення функцій організму. Метод гострого і хронічного експерименту. |  Роль фізіології в матеріалістичному розумінні суті життя. Значення творів І. М. Сеченова і І. П. Павлова в створенні матеріалістичних основ фізіології. |  Див. вище |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати