Распространение потенциала действия. (проведение возбуждения по нервным волокнам).

Потенциал действия, возникнув в одном участке нервной клетки, распространяется по всей её поверхности.

В результате возбуждения между возбужденным и невозбужденным участками возникает разность потенциалов. Эта разность потенциалов создает электрический ток, называемый локальным током. Локальный ток оказывает на соседний невозбужденный участок такое же действие, как и исходный возбудитель и увеличивает проницаемость мембраны для ионов . В результате и в этом участке снижается потенциал покоя и возникает потенциал действия. В участке, который был ранее возбужден, происходят восстановительные процессы реполяризации. Этот процесс повторяется многократно и обусловливает распространение импульсов по всей длине клетки в обоих направлениях (рис.8.4).

Рис.8.4

Если в нервных волокнах нет миелиновых оболочек, то возбуждение в них распространяется так, как рассмотрели.

Е сли же имеются миелиновые оболочки (миелин – жироподобное вещество - диэлектрик), то локальные токи распространяются между участками, на которых оболочки прерываются – между перехватами Ранвье, т.к. миелин является изолятором (рис. 8.5.).

Рис. 8.5.

Контрольные вопросы

•Природа биопотенциалов, способы их описания, уравнение Нернста. •Потенциал покоя. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца. •Потенциал действия. •Механизм проведения потенциала действия по нервным и мышечным волокнам.

Тема 9. Биофизические принципы исследования электрических полей в организме.

Нервные волокна, мышцы, и, следовательно, клетки, по которым распространяется раздражение, можно моделировать как электрический диполь.

Электрический диполь - система двух точечных зарядов, равных по величине и противоположных по знаку и находящихся на некотором расстоянии друг от друга (рис.9.1).

О сновными характеристиками диполя являются:

1.Плечо диполя - вектор, по величине равный расстоянию между зарядами и направленный от отрицательного заряда к положительному.

Рис.9.1

2. Электрический дипольный момент диполя

. Вектор приложен к центру диполя и направлен от отрицательного заряда к положительному (рис.9.2).

Рис.9.2

Вокруг диполя образуется электрическое поле, основными характеристиками которого являются напряженность (силовая характеристика) и потенциал и разность потенциалов (энергетические характеристики).

Напряженность электрического поля диполя.

Напряженность электрического поля определяется как сила, действующая со стороны поля на единичный пробный заряд :

, .

Напряженность электрического поля, созданного диполем, вычисляется по формуле .

Графически электрическое поле изображается с помощью силовых линий – линий, касательные к которым совпадают с вектором .

Если поле образуется несколькими зарядами, то напряженность в каждой точке общего поля определяется по принципу суперпозиции, который для поля образованного двумя зарядами диполя записывается как

.

В скалярном виде напряженность находится так:

а ) на оси диполя в точку, в которой рассчитывается напряженность, вносится пробный заряд, и определяются направления векторов и , которые направлены в одну сторону. Затем складываем их по правилу сложения однонаправленных коллинеарных векторов, в Рис. 9.4 скалярной форме

б ) в произвольной точке В, не лежащей на оси диполя (рис.9.5):

, где

угол между векторами и .

Рис.9.5.