18

ВОЕННО–МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

имени С.М. Кирова

Экз. № __

Кафедра биологической и медицинской физики

Утверждаю

Заведующая кафедрой доцент

Новикова Н.Г.

«____» _____________ 20__ г.

ЛЕКЦИЯ № 13

изучения дисциплины «Физика, математика»

на тему: «Механизмы биоэлектрогенеза»

для курсантов I курса по специальности 060101 «Лечебное дело»

по военной специальности – «Лечебное дело в силах флота»

Обсуждена на заседании кафедры

«____» _____________ 20__ г.

Протокол № _____

Уточнено (дополнено):

«____» _____________ 20__ г.

Санкт-Петербург 2013 г.

Содержание

Учебные вопросы

	Время (мин.)
Введение	5
Механизм возникновения потенциала покоя на биологических мембранах. Формула Нернста, формула Гольдмана.	20
Механизм возникновения потенциала действия на возбудимых мембранах	20
Ионные каналы клеточных мембран	20
Пороговые раздражители. Критический мембранный потенциал. Явление рефрактерности.	20
Выводы и заключение	5

Литература

1) Использованная при подготовке лекции:

Медицинская и биологическая физика: Учеб. для вузов / А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко – М.: Дрофа, 2010. – 560 c.

Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб: Спецлит, 2004.–496 с.

Антонов В.Ф., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Курс лекций для студентов медицинских вузов. М.: Изд-во ГЭОТАР-Медиа, 2010. 240 с.

Биофизика. Учебник для вузов. Под ред. Антонова В.Ф. ВЛАДОС, М.: 2006. – 288 с.

Рубин А.Б. Биофизика. В 2 т. Изд-во МГУ: НАУКА, М.:2004.

Физиология человека. Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М., Мир, 2004. Пер. с англ. В 3 т. Том 1, гл. 2, с. 26-48; гл. 3, с. 51-66.

Албертс Б., Брей Д., Льюис Д. и др. Молекулярная биология клетки. М., Мир, 1994. Пер. с англ. В 3-х томах. Т. 1, гл. 6, с. 396-406.

Камкин А.Г., Киселева И.С. Физиология и молекулярная биология мембран клеток. М.: Академия, 2008. – 592 с.

2) Рекомендуемая обучаемым для самостоятельной работы:

Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб: Спецлит, 2004.–496 с.

Наглядные пособия

1) Табл. Ш-2, Ш-3.

Технические средства обучения

1. Ноутбук.

2. Мультимедийный проектор

3. Экран

Текст лекции

Введение

Живые ткани обладают не только пассивными, но и активными электрическими свойствами. Генерация и распространение биопотенциалов (биоэлектрогенез) является одной из важнейших функций биологических мембран. Это явление лежит в основе возбудимости клеток, регуляции внутриклеточных процессов, работы нервной системы, регуляции мышечного сокращения, рецепции. В медицине на исследовании электрических полей, созданных за счет биопотенциалов органов и тканей, основаны диагностические методы: электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография и другие.

Предположения о существовании "животного электричества", то есть о способности живых тканей генерировать электромагнитную энергию, возникли еще в 17 веке. Однако в течение длительного времени считалось, что такой способностью наделены только специальные электрические органы некоторых представителей животного мира (электрических рыб). Экспериментальное доказательство того, что биоэлектрогенез присущ нервам и мышцам лягушки и имеет, таким образом, универсальный характер принадлежит Л. Гальвани (цикл работ 1786-1794 гг.). В ХIX веке биоэлектрические явления во многих тканях различных животных подвергались систематическим исследованиям в лабораториях Э. Дюбуа-Реймона, Л. Германа, И.М. Сеченова, Н.Е. Введенского, В.Я. Данилевского и др. ученых, которые стремились не только наблюдать электрические процессы, протекающие в организме, но и вникнуть в происхождение "животного электричества".

Понимание природы биоэлектрогенеза стало понятным только после появления теории электролитической диссоциации (С. Аррениус, 1887). Первая попытка применения теории электролитической диссоциации к объяснению механизмов биоэлектрогенеза принадлежит В.Ю. Чаговцу, который осуществил это в 1896 г., обучаясь на третьем курсе Военно-медицинской академии. Дальнейшее изучение природы "животного электричества" привело к развитию этих представлений (работы Ю. Бернштейна, А. Ходжкина, А. Хаксли и многих других).

По современным представлениям, биопотенциалы, регистрируемые в организме, - это в основном мембранные потенциалы. Мембранным потенциалом называют трансмембранную разность потенциалов, то есть разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембраны. Для возникновения трансмембранной разности потенциалов необходимы два обязательных условия: 1) существование концентрационных градиентов электролитов на клеточной мембране; 2) неодинаковая проницаемость этой мембраны для катионов и анионов, на которые диссоциируют электролиты в живых тканях.