voprosy_po_fizike (1)_copy_copy

Вопрос 24. Проницаемость мембран для ионов. Модель стационарного мембранного потенциала Гольдмана-Ходжкина-Катца.

1)Мембранный потенциал (φм) = трансмембранный потенциал – это разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями мембраны.

φМ = φi – φo

МП обусловлен неравномерной концентрацией ионов внутри и снаружи клетки и неодинаковой проницаемостью мембраны для анионов и катионов.

2) Модель стационарного мембранного потенциала Гольдмана-Ходжкина- Катца.

Нернст учитывал только равновесную концентрацию ионов калия. Учет дополнительно ионов Na и Cl дает уравнение Гольдмана-Ходжкина- Катцауравнение для стационарного мембранного потенциала, при котором суммарный ток ионов через мембрану равен нулю.

ПППД

R- универсальная газовая постоянная; Р- проницаемость мембраны; Z – валентность; Т – термодинамическая температура; F–число Фарадея 96500 Кл/моль.

Вопрос 25 Понятие об активном транспорте ионов через биологические мембраны.

1)Активный транспорт – это перенос веществ (ионов) через БМ, связанный с затратой химической энергии (энергия метаболизма) из области с меньшей концентрацией в область с большей (из области меньшего электрохимического потенциала в область большего электрохимического потенциала).

2)Компоненты систем активного транспорта:

1.Источник свободной энергии

2.Переносчик данного вещества

3.Сопрягающий фактор (Регуляторный фактор) – это различные транспортные АТФ-азы, локализованные в клеточных мембранах.

3)Свойства систем активного транспорта:

1.Необходимость энергетического обеспечения.

2.Специфичность – каждая система обеспечивает перенос одного вещества.

4)Существует несколько систем активного транспорта в плазматической мембране (ионные насосы):

1.Натрий – калиевый насос (3 Na+ наружу в межклеточную жидкость, 2K+ внутрь клетки)

Отвечает за нервное возбуждение.

2.Кальциевый насос (2Ca2+ наружу в органеллы)

Отвечает за расслабление.

3.Протонная помпа (Перенос пары электронов по дыхательной цепи приводит к переносу двух протонов через БМ)

Отвечает за энергетику клетки.

Вопрос 26. Механизмы формирования потенциала действия на мембранах нервных и мышечных клеток.

1) Потенциал действия (ПД)- это изменение мембранного потенциала на противоположный при возбуждении нервных клеток.

ПД - это электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости БМ и связанный с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения.

Резко падает сопротивление мембраны для ионов Na+ на 2-3 порядка. Нужен стимул – раздражитель.

Свойство ПДналичие порогового φпор деполяризующего потенциала.

ПД разовьется, если амплитуда стимула больше порогового значения.

При возбуждении:

1)Открываются быстрые Na-каналы. Na устремляется в клетку-

происходит деполяризация.

2)Затем открываются медленные К-каналы- происходит реполяризация.

Распространение ПД по двум типам нервных волокон:

Безмиелиновые

Каждый участок волокна, воспринимая электрический сигнал от соседних участков нерва, генерирует ПД, который затем распространяется дальше.

Миелиновая оболочка способствует ускорению процесса распространения возбуждения в 10 раз.

Вопрос 27 Процессы, происходящие в тканях организма под действием электрических токов и электромагнитных полей

1)Живые ткани являются композиционными средами: объемное сочетание разнородных компонентов. Одни структурные элементы тканей обладают свойствами проводников, а другие – диэлектриков.

2)Проводники – это вещества, в которых есть свободные заряды,

способные перемещаться под действием электрического поля. (ионы)

Определяют токи проводимости

Диэлектрики – все заряды неподвижны = связанные заряды. (диполи).

Определяют поляризацию биологических тканей.

3)Первичное действие постоянного тока связано с: направленным движением ионов, их разделением и изменением их концентрации в разных элементах тканей у БМ, а также с поляризационными явлениями. В тканях возникает ток проводимости, который течет по межклеточной жидкости.

Лечебное применение постоянных токов и полей:

1)Гальванизация – физиотерапевтический метод применения с лечебной целью постоянного непрерывного электрического тока малой силы до 50 мА и низкого напряжения 60-80 В, подводимого к телу человека через контактно наложенные электроды.

2)Лекарственный электрофорезвведение лекарственных веществ через кожу или слизистую оболочку с помощью постоянного тока.

3)Франклинизация

4)Механизм действия импульсных токов:

Импульсные токи НЧ: раздражающее, стимулирующее действие. Т.к.

есть быстрое перемещение и накопление ионов Na и K у клеточных мембран, а во время паузы – быстрое удаление.

Лечение: динамические токи электросон, амплипульстерапия, стимуляторы, дефибриллятор.

Порог ощутимого тока 1 мА.

Порог неотпускающего тока 10-15 мА. Опасен ток – 50 мА.

5) Биологическое действие электромагнитного поля высокой

частоты.

Токи и поля высокой частоты(>200 Гц) оказывают: тепловое + нетепловое (осцилляторное + специфическое воздействие). Специфическое = частотнозависимые эффекты заключается в различных внутримолекулярных физико-химических процессах, структурных перестройках, которые могут менять функциональное состояние клеток ткани.

Лечебное применение высокочастотных токов и полей.

1)Дарсонвализация –эл.ток

2)Диатермия, электрохирургияэл.ток

3)Индуктотермиямагнитное поле

4)УВЧ-терапия- электрическое поле

5)СВЧ-терапия- э/м волны

6)КВЧ-терапия- э/м волны.

При этой частоте смещение ионов соизмеримо с их смещением в результате молекулярно-теплового движения

Преимущества ВЧ прогревания:

1.Тепло внутри организма

2.Селективное прогревание тканей, зависящее от удельного сопротивления

3.Управление мощностью тепловыделения

4.Дозирование нагрева

Вопрос 28. Пассивные электрические свойства тканей тела человека. Эквивалентные электрические схемы тканей организма. Полное сопротивление (импеданс) живых тканей, зависимость от частоты.

1) Ткани:

-Проводники обладают свободными зарядами (ионы), определяют электропроводность биологических тканей, токи проводимости.

- Диэлектрики обладают связанными зарядами (диполи), определяют Ɛ поляризацию биологических тканей, токи смещения

2) Электропроводность – это способность тканей пропускать электрический ток под воздействием электрического поля. Связана с присутствием ионов, которые являются свободными зарядами, создающими в организме ток проводимости.

[См] (сименс)

Электропроводность биологических живых тканей определяется: наличием свободных ионов (их концентрацией и их подвижностью), а также

явлениями поляризации.

Закон Ома для биологических объектов не выполняется.

Электрический ток выбирает путь, на котором он встречает наименьшее сопротивление

Удельные сопротивления различных тканей и жидкостей организма

Спинномозговая жидкость- 0,55 , Кровь- 1,66 , Мышцы- 2, Ткань мозговая и нервная -14,3, Ткань жировая -33,3, Кожа сухая-105,Кость без

надкостницы-107.

переориентируются). Зависит от функционального состояния ткани (высокая характерна для живых неповрежденных тканей).