???Механизм распространения потенциалов действия вдоль нервного волокна, локальные токи, сальтаторное распространение. Скорость распространения потенциалов действия по нервному волокну.
Распространение Н. и. Н. и. может распространяться вдоль волокна без затухания и с пост. скоростью. Необходимая для передачи сигнала энергия не поступает из единого центра, а черпается в каждой точке волокна. Есть два способа передачи Н. и.: непрерывный и скачкообразный, когда импульс движется от одного перехвата к другому, перепрыгивая через области миелиновой изоляции.
В случае немиелинизир. волокна распределение мембранного потенциала j(x, t)определяется ур-нием:
где С - ёмкость мембраны, приходящаяся на единицу длины волокна, R - сумма продольных (внутриклеточного и внеклеточного) сопротивлений на единицу длины волокна, I - ионный ток, протекающий через мембрану волокна единичной длины. Электрич. ток I является функционалом от потенциала j, к-рый зависит от времени t и координаты х. Вид функционала I специфичен для биологически возбудимой среды. Однако ур-ние (5), если отвлечься от вида I, имеет более общий характер и описывает многие физ. явления, напр. процесс горения. Поэтому передачу Н. и. уподобляют горению порохового шнура. Если в бегущем пламени процесс поджигания осуществляется за счёт теплопроводности, то в Н. и. возбуждение происходит при помощи т. н. локальных токов (рис. 5).
Ур-ния Ходжкина - Хаксли для распространения Н. и. решались численно. Полученные решения вместе с накопленными эксперим. данными показали, что распространение Н. и. не зависит от деталей процесса возбуждения.
Электротонический потенциал. Зависимость электротонического потенциала от координаты волокна, формула, график. Постоянная длины волокна.
Повышение мембранного потенциала – величина деполяризующего потенциала V, передаваемого от возбужденных участков вдоль мембраны, зависит от расстояния х по формуле: V(х)=V0ех/ , V0 – повышение мембранного потенциала в зоне возбуждения, х – расстояние от возбужденного участка; - константа длины нервного волокна равная расстоянию, на котором деполяризующий потенциал уменьшится в е раз.
К
онстанта
длины нервного волокна:
где
rm – удельное электрическое сопротивление
оболочки волокна,
- толщина оболочки, а - радиус нервного
волокна, ri – удельное электрическое
сопротивление цитоплазмы. Чем больше
константа длины мембраны, тем больше
скорость распространения нервного
импульса. Величина
тем больше, чем больше радиус аксона и
удельное сопротивление мембраны и чем
меньше удельное сопротивление цитоплазмы.
Так же увеличивают скорость миелиновые
волокна.
Механизм передачи сигнала через синапс.
Синапс – функциональный межклеточный контакт, обеспечивающий переход возбуждения с одной клетки на другую. Существует 2 типа: электрический контакт (вызывают локальные токи, передача ПД – сердечнососудистая мышца) и химическая передача (по средствам медиатора).
Состоит из пресинаптической, субсинаптической, постсинаптической мембраны, межсинаптической щели, границы медиатора.
Механизм передачи:
При поступлении нервного импульса в пресинаптическую структуру, происходит деполяризация. Это приводит к открытию калиевых каналов и калий поступает в пресинаптические структуры их межмембранного пространства. Калий вызывает снижение поверхностного натяжения мембран медиатора и пузырьков мембран медиатора. Пузырьки мембран сливаются с пресинаптической мембраной и выбрасывают свое содержимой в синаптическую щель.
Медиатор диффундирует к постсинаптической мембране и происходит их взаимодействие с участком субсинаптической мембраны (он не обладает возбудимостью).
На субсинаптическом участке есть хемочувствительные ионные каналы, кот открываются под действием медиатора.
В основном участвуют кальциевые и натриевые каналы. Для каждого есть свой медиатор. Если открываются натриевые каналы, то возникает вх ток ионов натрия и развивается градуальная деполяризация субсинаптической мембраны.
При открытие калиевых каналов, калий выходит из клетки происходит гиперполяризация мембраны. Чем больше медиаторов и каналов, тем выше гиперполяризация.
Процесс деполяризации обеспечивает передачу возбуждения через синапс.
Гиперполяризыция – томожение проведения импулься.
Синапс делится на возбуждающий и тормозящий.
Возбуждающий постсинаптический потенциал длится 1-2мс, потом закрытие ионных каналов, за счет разрушения ферментативного комплекса, понижение потенциала. Соседние участки с субсинаптической мембраной возбудимы. Возникает потенциал действия на соседние участки распространяется электротонически.
Если уровень возбудимого потенциала достаточно для достижения критического значения – на нем возникает ПД и дальше распространяется по нервному волокну. Происходит задержка 0.2-0.3мс.
В тормозных синапсах возникает на субсинаптической мембране снижение потенциала, снижение возбудимых участков. Для их возбуждения требуется потенциал большей величины.
Один и тот же медиатор может вызывать возбуждения и тормозить. В ЖКТ тормозит гладкомышечную структуру и возбуждает поперечнополосатую действие миокарда.
С одной клеткой могут контактировать несколько постисинаптических структур. Одни вызывают тормозящий эффект, другие возбуждающий. И результат эффекта будет определятся алгебраической суммой сдвигов.
Регуляционная работа сердца происходит по такому типу действия. В норме на серце большее влияние оказывает парасимпатическая нервная система. В мышцах, синапс между аксоном и мышечными волокнами – моторно-кольцевая пластинка.
При нарушении синапса нарушается передача импульса сигнала:
-Блокирование веществ кот связываются с рецептором
-вещества нарушения работы фермента.
Роль ионных каналов в биоэлектрогенезе. Биофизические основы рефрактерности.
Особенности потенциала действия кардиомиоцита. Состояния каналов и направления потоков ионов Na , Ca и K в различные фазы потенциала действия кардиомиоцита.
Электропроводность клеток и тканей. Импеданс живых тканей, его компоненты и дисперсия. Применение метода электропроводности в биологических исследованиях.
Электропроводность клеток и тканей для постоянного и переменного токов. Влияние состава и свойств ткани на электропроводность. Электрические схемы замещения биоткани.
Особенности структуры живых клеток и тканей, лежащие в основе их электрических свойств. Суммарное сопротивление живых клеток и тканей. Точки акупунктуры.
Биологическое действие электромагнитных полей низкой частоты. Биофизические механизмы электротравм.
Биологическое действие электромагнитных полей высокой частоты. Биофизические основы различных методов высокочастотной электротерапии.
Электрокинетические явления. Методы электрофореза (аналитический, лекарственный) и их применение.
Происхождение электрокинетического потенциала. Явление поляризации в мембранах. Физико-химические механизмы поляризационных явлений.
Поверхностный заряд мембранных систем. Изоэлектрическая точка. Причины и последствия потери заряда частицами.
Действие постоянного электрического тока на биологические объекты. Катэлектрон, анэлектрон. ПротивоЭДС. Кривая I(t). Биологические эффекты.
Действие переменного электрического поля на биологические объекты. Поляризация диэлектриков в организме, виды поляризации. Дисперсия диэлектрической проницаемости.
Первичные эффекты действия ВЧ, УВЧ и СВЧ электромагнитных полей на организм. Механизмы нагревания различных тканей при действии ВЧ токов и полей..
Звук, его природа. Физические характеристики звуковой волны. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Закон Вебера - Фехнера.
Звук, в широком смысле — упругие волны, продольно распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле — субъективное восприятие этих колебаний специальными органами чувств животных или человека.
Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и спектром частот. Обычно человек слышит звуки, передаваемые по воздуху, в диапазоне частот от 16—20 Гц до 15—20 кГц[1]. Звук ниже диапазона слышимости человека называют инфразвуком; выше: до 1 ГГц, — ультразвуком, от 1 ГГц — гиперзвуком.
Вебера — Фехнера закон, основной психофизический закон, определяет связь между интенсивностью ощущения и силой раздражения, действующего на какой-либо орган чувств.