14.Эквивалентная электрическая модель сердечно-сосудистой системы.

Так выглядит простейшая электрическая модель сердечно-сосудистой системы. Здесь источник U, дающий несинусоидальное переменное напряжение, служит аналогом сердца, выпрямитель D – сердечного клапана. Конденсатор С в течение полупериода накапливает заряд, а затем разряжается на резистор R, таким образом происходит сглаживание силы тока, протекающего через резистор. Действие конденсатора аналогично действию упругого резервуара (аорты, артерии), который сглаживает колебание давления крови в артериолах и капиллярах. Резистор является электрическим аналогом периферической сосудистой системы.

Это электрический аналог модели Ростона. Здесь источник тока задает пульсирующее напряжение U(t), являющийся аналогом давления; С₁ и С₂ соответствуют упругостям; электрические сопротивления R₁, R₂, R₃ – гидравлическим сопротивлениям; силы тока I₁ и I₂ – объемным скоростям крови.

Каждая клетка сердечной мышцы создаёт электрическое поле. Электрическое поле сердца в целом образуется наложением электрических полей отдельных клеток. Изменения электрического поля сердца происходят при деполяризации и реполяризации мембраны клеток сердца. Эти изменения достаточны, чтобы создать изменения разности потенциалов между различными точками поверхности тела и чтобы обнаружить указанные изменения на большом расстоянии от их источника. Мембранный потенциал покоящейся клетки не вызывает появления потенциала в любой точке тела. Клетка, несущая импульс, может быть поделена на две части: покоящуюся и активную. Покоящаяся часть имеет неизменный мембранный потенциал. Активная часть имеет потенциал, равный величине потенциала действия. Переход между двумя частями происходит в какой-либо точке. каждая из возбужденных сердечных клеток представляет собой диполь, который имеет элементарный дипольный момент определенной величины и направления. В любой момент возбуждения, дипольные моменты отдельных клеток суммируются, формируя суммарный дипольный момент всего сердца. Суммарный дипольный момент сердца является результатом наложения дипольных моментов клеток. Вот почему сердце можно рассматривать как дипольный электрический генератор. Направление суммарного дипольного момента сердца часто называют электрической осью сердца. Этот дипольный момент определяет величину разности электрических потенциалов, записанную на поверхности тела. Электрический потенциал, измеренный в любой точке, отдалённой от источника, зависит главным образом от величины суммарного дипольного момента сердца и угла между его направлением и осью отведения ЭКГ

15. Мембранология как наука. Биофизика мембран – важнейший раздел биофизики клетки, имеющий большое значение для биологии. Многие жизненные процессы протекают на биологических мембранах. Нарушение мембранных процессов – причина многих патологий. Элементарная живая система, способна к самостоятельному существованю, развитию, воспроизведению – это живая клетка – основа строения всех животных и растительных организмов. Важнейшими условиями существования клетки являются, с одной стороны, автономность по отношению к окружающей среде, с другой стороны, связь с окружающей средой (непрерывный, регулируемый обмен веществом и энергией между клеткой и окружающей средой). Живая клетка – открытая система. Важнейшим условием существования клетки и, следовательно, жизни – нормальное функционирование биологических мембран. Биологические мембраны – функциональные структуры клеток толщиной в несколько молекулярных слоев, ограничивающие цитоплазму и большинство внутриклеточных структур, а также образующие единую внутриклеточную систему канальцев, складок и замкнутых полостей. Биол. Мембраны построены в основном из белков, липидов и углеводов. Белки и липиды составляют основную часть. Доля угдеводов – 10-1%, причем они связаны либо с молекулами белка (гликопротеины), либо с молекулами липидов (гликолипиды). Липиды мембран представлены в основном: 3 классами: 1). Нейтральными липидами, 2). Гликолипидами, 3). Фосфолипидами. Липиды имеют сравн-но небольшую полярную (заряженную) головку и длинные (незаряженные) неполярные углеводородные цепи. Три основные функции биологических мембран: 1). Барьерная – обеспечивает селективный, регулируемый, пассивный и активный обмен веществом с окружающей средой (регулируемый – проницаемость мембран для определенных веществ меняется в зависимости от генома и функционального состояния клетки). 2). Матричная – обеспечивает определенное взаимное расположение и ориентацию мембранных белков, обеспечивает их оптимальное взаимодействие. 3). Механическая – обеспечивает прочность и автономность клетки, внутриклеточных структур. Кроме того, биологические мембраны выполняют и другие функции: а). Энергетическую – синтез АТФ на внутренних мембранах митохондрий и фотосинтез в мембранах хлоропластов, б). Генерацию и проведение биопотенциалов, в). Рецепторную (механическая, акустическая, обонятельная, зрительная, химическая, терморецепция – мембранные процессы) и многие другие функции. Сингер и Николсон предложили жидкостною – мозаичную модель биологических мембран. Основу мембраны составляет липидный бислой в кт-й погруженные белки. Белки, интегрированные в бислой (интегральные), как правило, удерживаются внем за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий с углеводородными цепями молекул липидов. Белки, расположенные на поверхности мембраны (периферические), обр- нековалентные взаимодействия с интегрированными в бислой белкам и заряженными головками липидов.Эта модель допускает возможность движения липидов и белков. Позже Джейн и Уитт предложили доменую модель.Упорядоченные домены могут состоять из одних липидов или только из белков.Могут состоять из разнородных компонентов-белков и липдов.Отдельные домены разделены между собой полями относительно жидких липидов. Некоторые из платформ пронизывают липидный бислой,др-е нах-ся ближе к поверхности.Белково-кристаллическая модель отл от жидкомозаечной существованием в мембране жесткой белковой структурой, возникающей в рез-те дальнодействующих белок-белковых связей.