Задачи.

1.Через мембрану клетки ток не течёт самопроизвольно. Это значит, что жидкости снаружи и внутри клетки электрически нейтральны. Какие концентрации отрицательных органических ионов (ммоль/л) нужны для поддержания этих жидкостей нейтральными?

2.Получите значение диэлектрической проницаемости  для типичной мембраны. Правдоподобно ли это объяснение? Объясните. (Для липида =3).

3.Было установлено, что от 30 до 40% энергетических потребностей тела (которые в целом составляют 3000 ккал/дн) уходит на поддержание электрического градиента на мембранах клеток. Проверьте эту оценку. Действуйте следующим образом. Энергия поля конденсатора _n=1/(2СU2). Напряжение U известно ( 0,070В), а ёмкость единицы площади равна 10-2 Ф/м2. Нам нужно знать общую площадь мембран в теле. Предположим, что масса тела равна 75 кг, 20% этой массы находится в состоянии межклеточной жидкости. Остальная масса распределяется почти поровну между большими и маленькими мышечными клетками. Предположим, что обычная мышечная клетка имеет диаметр 20 мкм и длину 1 см. (Так как нас интересует общая площадь клеток, то длина типичной мышечной клетки не имеет значения. Можете ли вы сказать почему?) Предположим, что оба вида клеток имеют =1 г/см3. На основании этой информации вычислите Еп. Теперь нам нужно узнать скорость, с которой эта энергия может быть сообщена. Это значит: нужно выяснить, с какой скоростью мембранный заряд утечёт, если его не будет поддерживать подвод энергии из какого-либо источника. Когда нервная клетка «зажигается», потенциал действия имеет продолжительность около 1 мс. Величина 1 мс недостаточно точная для использования в расчётах, так как «поджиг» нервной клетки является процессом специального типа, аналогичным разряду конденсатора при закорачивании его пластин. Обратный процесс иногда кажется более «нормальным» событием. Следовательно, предполагается, что «нормальное» время, в течение которого заряд утечёт из мембранного конденсатора, равно времени и обратного процесса (около 10 мс). Используя это значение завершите расчёт.

4.Оцените число ионов натрия, которые входят в обычную клетку за время прохождения одного потенциала действия. В какой пропорции во время этого процесса возрастает внутриклеточная концентрация ионов Na+?

5.Могут ли две электрические силовые линии когда-нибудь пересечься? Объясните.

Самостоятельную работу контролирует преподаватель с выставлением оценки

7. ЛИТЕРАТУРА

1.Конспект лекций.

2.Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для мед. спец. вузов.– 2-е изд. испр.– М.: Высш. школа, 1996.–270 с.

3.Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике: Учебн. пособие.– 2-е изд., перераб. и доп. – М: Дрофа, 2001.– 192 с.

4.Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике: Учебн. пособие. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.– 88 с.

Министерство здравоохранения республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра медицинской и биологической физики