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 (от невозбужденного участка к возбужденному). Локальный ток оказывает на соседний невозбужденный участок такое же действие как и исходный возбудитель и увеличивает проница-емость мембраны для ионов . В результате и в этом участке снижкется 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. Разность потенциалов между возбужденным и невозбужденным участками изменяется как

Волна возбуждения под влиянием локальных токов распространяется по нервному волокну без затухания. Это обусловлено тем, что локальные токи только деполяризуют мембрану, а потенциал действия в каждом участке мембраны поддерживается независимыми потоками, перпендикулярно направлению распространения возбуждения, те. Источником энергии такой электромагнитной волны является сама среда.

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

Если 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:

Биофизические принципы исследования Электрических полей в организме.

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

Электрический диполь

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

Основные характеристики диполя:

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

2. Электрический дипольный момент диполя .

Вектор приложен к центру диполя и направлен от отрицательного заряда к положительному.

.

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

Напряженность электрического поля диполя.

По определению напряженность электрического поля определяется как сила, действующая со стороны поля на единичный пробный заряд :

.

Пробным зарядом называется точечный положительный заряд, электрическое поле которого не искажает исследуемое электрическое поле.

По закону Кулона в вакууме и в среде.

Если заряд - одиночный заряд, создающий поле, а , которым мы исследуем поле заряда , то , а .

Графически электрическое поле изображается с помощью силовых линий – линий, касательные к которым совпадают с вектором . Для поля одиночного заряда электрическое поле изображается так:

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 определяется направления векторов и , которые направлены в одну сторону, затем складываем их по правилу сложения однонаправленных коллениарных векторов

б ) в произвольной точке В, на лежащей на оси диполя:

С помощью силовых линий электрическое поле диполя изображается