№ 4 д рісә. Электр озушылы

№ 4 д рісә. Электр озушылы т сінігі. қ қ ү Тынышты потенциалы. сер қ Ә потенциалы.

Потенциалдар айырымы – б л р ұ ә т рлі та бада ы электр ү ң ғ зарядтарыны ке істіктік б лінуі ң ң ө болып табылады.

Тірі а за жасушаларында, ғ лпаларында пайда болатын ұ потенциал айырмасын – биоэлектрлік потенциал д. а.

Тірі а зада биоэлектрлік ғ потенциалдарды пайда болуы ң жасуша мембранасында р т рлі ә ү физика — химиялы қ градиент терд і болуына ң байланысты.

Медицинада электр рісін ө зерттеуде лпалар мен м шелерді ұ ү ң биопотенциалдарын тіркеуге негізделінген диагностикалы қ дістер: ә электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография.

Ерітінділерде пайда болатын потенциалдар: электро н ды ионды

• Электронды типтегі потенциалдар – еркін электрондардың , • Ион типтегі потенциалдар – иондарды болуынан пайда болады ң.

Ион типті потенциалдар Диффузиялық Мембраналық Фаза аралық

Диффузия былысында құ пайда болатын, араласатын ерітінділерді аламыз. Концентрациясы к птен ө аз а арай ж реді ғ қ ү

Фаза (к й, екі т рлі) аралы ү ү қ потенциалдар араласпайтын екі с йы ты ұ қ ң шекарасында пайда болады.

А зада тіркелетін ғ биопотенциалдар – мембраналы потенциал қ.

Осы ан байланысты ғ мембрананы сырт ы ж не ішкі ң қ ә беттеріндегі потенциалдар айырымын — мембраналы қ потенциал д. а. сыртішкіМ

Мембраналы потенциалқ • Тынышты к й қ ү ( оз алыс жо кезде қ ғ қ пайда болады) • рекет Ә болып екіге б лінедіө

I. Жасушаны беттік (сырт ы) ң қ мембранасыны ткізгіштігі т рлі иондар ң ө ү шін бірдей емес (та дайды) ү ң II. Мембрананы екі жа ында ы белгілі бір ң ғ ғ иондарды концентрациясы рт рлі ң ә ү Атал ан екі факторды н тижесінде ғ ң ә жасушада ы цитоплазма мен орша ан орта ғ қ ғ арасында потенциалдар айырымы пайда болады, оны тынышты к й потенциалы қ ү (ТКП ) д. а.

Мембрананы сырт ы ж не ішкі ң қ ә жа ы (моделдік ж йесі) ғ ү

Иондар шін тепе-те дік к йү ң ү ге с йкес келетін ә Нернст те деуі: ң ][ ][ ln 1 2 c c ZF RT M

М нда ы ұ ғ R – универсаль газ т ра тысы, ұ қ Т- абсолютті температура, F – Фарадей саны, [ С 2 ] ж не ә [ С 1 ] — мембрананы екң і жа қ шетіндегі иондар концентрациясы ZZ — — ион заряды . .

Потенциалды мембраналы ң қ теориясыны негізін алаушы ң қ 1902 жылы Бернштейн болды. Я ни ғ калий иондарыны ту ң ө диффузиясымен т сіндіріледі. ү

Тірі жасушаларда калий иондары жасуша аралы с йы тар а қ ұ қ ғ ара анда біраз есе к п. қ ғ ө Нернст те ң деуімен есептелінген потенциалдар айырымы т жірибеде ә жасалын ан лшеу н тижелеріне ғ ө ә біршама жуы . қ

ТКП-ны болуына ң ж не ә иондары себеп болады. Б л иондар ұ а ыныны осындылы ғ ң қ қ ты ызды ы: ғ ғ KNa , Cl Cl. KNa JJJJ

Cl. KNa JJJJ i. Cl. KNa Cli. Ki. Na M Cl. PKPNa. P F RT 00 0 ln. Гольдман-Ходжкин-Катц те деуі ң

Иондар тімділігі а заны к йіне ө ғ ң ү байланысты болады. ТК-гі физиологиялы шарттар а қ ғ байланысты т рлі иондарды ү ң тімділік коэффициенттеріні ө ң атынастары т мендегідей: қ ө 45. 0: 04. 0: 1: : Cl. Nak PPP

ТКП-на тек ана ғ K ж не ә Na иондары ана лестерін осады. ғ ү қ Мысалы, 30 град. С- ы потенциал ғ шамасы: м. В M 7, 59 11445, 04, 10 59245, 0340 ln 106, 9 3033,

Гольдман-Ходжкин-Катц формуласымен есептелінген тынышты к й потенциалы қ ү 60 м. В болды. Гольдман тете ңң деуімен есептелінген мембраналы потенциал м қмембраналы потенциал мқ әә ні ні Нернст те деуімен есептелінген ң потенциалдан біршама аз.

Нернст ж не Гольдманә те деулерінде ң иондарды мембрана ар ылы активті ң қ тасмалдануы ескерілмеген. Мембраналы қ потенциалды есептеуде электрогендік ионды қ насосты ж мысы есебімен ң ұ 1972 ж. Томас те деуі алынды: ң 00 ln Na. PKm. P F RT Nak i. Naіk М

М нда ы ұ ғ m – мембрана ар ылы ионды қ қ насоспен тартыл ан ғ натрий иондары м ө лшеріні калий иондарыны ң ң м лшеріне атынасын к рсетеді. ө қ ө

1 m мембраналы потенциалды руда калий қ құ концентрациясы градиентіні енгізілуін ң к шейтеді. ү Сонды тан қ Томас те деуіменң есептелінген мембраналы потенциалды м ні қ ң ә Гольдман те деуің бойынша есептелінген потенциалдан лкен ж не ү ә оны м ні са жасуша шін ж ргізілген т жірибе ң ә ұ қ ү ү ә м ніне жуы. ә қ

Жасушада ы биоэнергетикалы ғ қ процесстерді ң ж не ә насосыны ж мысыны б зылуы ң ұ потенциалды азаюуына ы пал ң қ етеді. М ндай жа дайда ұ ғ мембраналы потенциал қ Гольдман те деуімен ң сипатталады. KNa ,

ион 1 кг рамында ы құ ғ м*моль Жасуша ішінде Жасушаны ң сыртында 340 10, 4 49 463 114 592 OH 2 K Na Cl

Мембраналы биопотенциалдарды қ зерттеу: 1. Микроэлектрод дісімен жасушаішілік ә потенциалды лшеу. ө 2. Б иопотенциалды к шейткіш ү 3. Зерттеу объектісі ретінде ірі жасушалы калмар аксоны алынады 4. Калмар аксонына микроэлектрод салынады. 5. Шыны микроэлектрод те жі ішке штары ө ң ұ бар микропипеткадан т рады ұ.

Биопотенциалды лшеу микроэлектрод ө дісі ә

рекет потенциалӘ озу жа дайында жасуша Қ ғ мен орша ан орта қ ғ арасында ы потенциал ғ айырымы згереді. Осы ө кезде П пайда болады. Ә

П конденсаторды Ә ң зарядталуы мен разрядталуы кезіндегі апериодты қ (периодты емес) рдістер қ ү т різдес болады. ә

1 сурет. рекет потенциалды зерттеу Ә

Нерв талшы тарында ж не а а қ ә қ ңқ б лшы еттерінде рекет ұ қ ә потенциалды за ты ы 1 мс ң ұ қ ғ шамасында болады. (ж рек б лшы ү ұ қ еттерінде 300 мс шамасындай). озу Қ ая тал аннан кейін де 1 -3 мс қ ғ мембранада алды былыстар қ қ құ бай алады, я ни мембрананы қ ғ ң рефрактерлік кезе і ң ( озба ан к йі). қ ғ ү

рекет потенциалды негізгі асиеттері: Ә ң қ Деполяризация потенциалыны ң табалдыры м ніні қ ә ң болуы Егер деполяризация потенциалы табалдыры м нінен лкен болса, қ ә ү онда рекет потенциал п. б. ә Егер деполяризация потенциалыны ң амплитудасы озу табалдыры ынан қ ғ кіші болса , онда рекет потенциалы ә болмайды.

1 сурет. рекет потенциалды зерттеуӘ

Рефрактерлік период , рекет ә потенциалды пайда болу ң уа ытында ы мембрананы қ ғ ң озба ан кезе і ж не озудан қ ғ ң ә қ кейінгі алды былыстар. қ қ құ озу кезе інде Қ ң мембрана кедергісі кемиді (тынышты к йде қ ү кальмар аксонында 0, 1 Ом -нен озу кезе інде 0, 0025 Ом м қ ң 2 –ге дейін).

озу кезінде натрий иондары шін Қ ү мембрананы тімділігі к рт артады. ң ө ү 45. 0: 04. 0: 1: : Cl. Nak. PPP 45. 0: 20: 1: : Cl. Nak PPP озу кезе інде Қ ңТынышты потенциал қ кезінде р т рлі ә ү иондар шін мембрананы тімділік ү ң ө коэффициенттері :

П бірнеше фазадан т рады: Ә ұ потенциал о ба ыт а арай тез ң ғ қ қ артады. Арту барысында жасушалы мембрана зіні қ ө ң алыпты зарядын қ (поляризациясын) жо алтады ғ — деполяризация фазасы.

Деполяризация исы ы қ ғ нолдік сызы тан тіп, мембраналы қ ө қ потенциал о болады. ң Осы о фазаны ң П Ә – ң инверсиясы деп аталады. рекет потенциалыны максимал Ә ң м ні ә 30… 40 м. В – ге жетеді. рекет потенциалды т мендеп, Ә ң ө бастап ы алпына келуін қ қ реполяризация кезе і ң деп атайды.

Нерв талшы тарында рекет қ ә потенциалды реполяризация ң кезе інде ң « іздік » потенциалдары бай алады. қ Реполяризация кезе іні со ында ң ң ң потенциалды к шеюін ң ү гиперполяризация деп атайды.

озу рдісіҚ ү П ж не оны Ә ә ң фазалары: 1 — деполяризация, 2 — инверсия, 3 — реполяризация, 4 — іздік поляризация. Б — натрий каналдарыны ң а пасы ( қ қ m ж не ә h ). В — калий каналдарыны ң а пасы ж не қ қ ә оларды П р ң Ә ә кезе індегі болу ң шарттары

1. Жергілікті жауап 2. Деполяризация. 3. Реполяризация. 4. Теріс потенциал. 5. О потенциал. ң рекет потенциалыны фазалары Ә ң

Мембрана озуы қ Ходжкин -Хаксли те деуімен ң сипатталады. i. ММ I dt d СI МI — мембрана ар ылы тетін токқ ө , С м — мембран аны сыйымдылы ы ң ғ , — мембрана ар ылы тетін иондар тогыны қ ө ң осындысы қ. i. I

дебиеттер: Ә 1. Арызханов Б. , Биологиялы физика, қ 1990 ж. 2. Кошенов Б. К. Медициналы биофизика, , қ 20 11 г. 3. Тиманюк В. А. , Животова Е. Н. Биофизика, Киев, 2004 г с. . 4. Р емизов А. М. Медицинская и биологическая физика, М. , 2010 г. 5. Антонов В. Ф. Биофизика, М. , 2006 г.

Ба ылау с ра тары қ ұ қ ( кері байланыс ): 1. Тынышты потенциалыны пайда қ ң болуыны механизмі андай? ң қ 2. Мембраналы потенциалдарды лшеу қ ө дістері андай? ә қ 3. рекет потенциалыны пайда Ә ң болуыны механизмі андай? ң қ