- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Биоэлектрические явления в организме. (Лекция 9) презентация
Содержание
- 1. Биоэлектрические явления в организме. (Лекция 9)
- 2. План лекции Краткая характеристика биопотенциалов. Виды потенциалы.
- 3. Генерация и распространение биоэлектрических потенциалов- важнейшее физическое
- 4. Для возникновения биопотенциалов решающее значение имеют потенциалы, обусловленные несимметричным, неравномерным распределением ионов.
- 5. Электродный
- 6. Диффузионный потенциал возникает на границе раздела
- 7. Диффузионный потенциал
- 8. Мембранный потенциал возникает на границе раздела
- 9. Мембранный потенциал находится из уравнения Нернста Где
- 10. Фазовые потенциалы возникают на границе
- 11. Электродный потенциал возникает в результате диффузии
- 12. Уравнение электродного потенциала Где R
- 13. Доннановское равновесие
- 14. В основе вывода уравнения лежит
- 15. В 1902 году Бернштейном была выдвинута мембранная
- 16. Сущность мембранной теории биопотенциалов
- 17. Регистрация биопотенциалов при помощи микроэлектродного метода Стеклянный микроэлектрод Схема регистрации мембранного потенциала
- 18. Мембранным потенциалом называется разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями мембраны.
- 19. Потенциал покоя – стационарная разность электрических потенциалов,
- 20. Потенциал покоя
- 21. Потенциал покоя
- 22. Уравнение Нернста для потенциала покоя
- 23. Уравнение Гольдмана для потенциала покоя
- 24. Отношение коэффициентов проницаемости для состояния покоя PК
- 25. С учетом работы электрогенных ионных насосов для
- 26. Физическая характеристика ионных каналов выражается в следующих
- 27. Селективность Селективностью называют
- 28. Независимость работы отдельных каналов
- 29. Дискретный характер проводимости
- 30. Зависимость параметров каналов от мембранного потенциала
- 31. Зависимость параметров каналов от мембранного потенциала
- 32. Схема строения натриевого ионного канала
- 33. Потенциалом действия называется электрический импульс, обусловленный изменением
- 34. Возбудимость – это способность клеток к быстрому
- 35. Потенциал действия
- 36. Физический механизм деполяризации
- 37. Отношение коэффициентов проницаемости ионов для фазы деполяризации
- 38. Потенциал действия
- 39. Физический механизм реполяризации Выход К+ в
- 40. Формирование потенциала действия обусловлено двумя ионными потоками
- 41. МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ
- 42. Уравнение Нернста для потенциала действия
- 43. Уравнение Ходжкина-Хаксли, описывающее мембранный потенциал,
План лекции Краткая характеристика биопотенциалов. Виды потенциалы. Доннановское равновесие, его значение. Уравнение Нернста для мембранного потенциала. Особенности ионной проницаемости клеточной мембраны. Уравнение Гольдмана. Уравнение Томаса. Физическая характеристика
Слайд 2План лекции
Краткая характеристика биопотенциалов.
Виды потенциалы.
Доннановское равновесие, его значение.
Уравнение Нернста для
мембранного потенциала.
Особенности ионной проницаемости клеточной мембраны.
Уравнение Гольдмана. Уравнение Томаса.
Физическая характеристика ионных каналов.
Потенциал покоя и потенциал действия.
Физический механизм деполяризации и реполяризации мембраны.
Уравнение Нернста и Ходжкина-Хаксли для потенциала действия.
Особенности ионной проницаемости клеточной мембраны.
Уравнение Гольдмана. Уравнение Томаса.
Физическая характеристика ионных каналов.
Потенциал покоя и потенциал действия.
Физический механизм деполяризации и реполяризации мембраны.
Уравнение Нернста и Ходжкина-Хаксли для потенциала действия.
Слайд 3Генерация и распространение биоэлектрических потенциалов- важнейшее физическое явление в живых клетках
и тканях, которое лежит в основе возбудимости клеток, регуляции внутриклеточных процессов, работы нервной системы, регуляции мышечного сокращения.
Слайд 4Для возникновения биопотенциалов решающее значение имеют потенциалы, обусловленные несимметричным, неравномерным распределением
ионов.
Слайд 6Диффузионный потенциал возникает на границе раздела двух жидких сред в результате
различной подвижности ионов.
0
1
1
С
>
1
2
С
HCl
HCl
+
-
Слайд 7 Диффузионный потенциал находится из уравнения Гендерсона
Где
U
– подвижность катионов
V – подвижность анионов
R – универсальная газовая постоянная
Т – абсолютная температура
n – валентность
F – число Фарадея
а1 – активность ионов в области, откуда идет диффузия
а2 – активность ионов в области, куда идет диффузия
V – подвижность анионов
R – универсальная газовая постоянная
Т – абсолютная температура
n – валентность
F – число Фарадея
а1 – активность ионов в области, откуда идет диффузия
а2 – активность ионов в области, куда идет диффузия
Слайд 8Мембранный потенциал возникает на границе раздела полупроницаемой мембраны, имеющей фиксированный отрицательный
заряд – катионобменная мембрана.
0
1
1
С
>
1
2
С
HCl
HCl
Слайд 9Мембранный потенциал находится из уравнения Нернста
Где
R – универсальная газовая постоянная
Т –
абсолютная температура
n – валентность
F – число Фарадея
а1 – активность ионов в области, откуда идет диффузия
а2 – активность ионов в области, куда идет диффузия
n – валентность
F – число Фарадея
а1 – активность ионов в области, откуда идет диффузия
а2 – активность ионов в области, куда идет диффузия
Слайд 10
Фазовые потенциалы
возникают на границе раздела двух несмешивающихся фаз.
нитробензол
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Слайд 11
Электродный потенциал возникает в результате диффузии ионов из электрода в раствор
электролита.
AgCl
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Слайд 12
Уравнение
электродного потенциала
Где
R – универсальная газовая постоянная
Т – абсолютная температура
n –
валентность
F – число Фарадея
К – константа, которая определяется природой вещества и концентрацией раствора
Сх – концентрация ионов в электроде
Ср-ра - концентрация ионов в растворе электролита
F – число Фарадея
К – константа, которая определяется природой вещества и концентрацией раствора
Сх – концентрация ионов в электроде
Ср-ра - концентрация ионов в растворе электролита
Слайд 13 Доннановское равновесие устанавливается между
клетками и окружающей средой, если клеточная мембрана хорошо проницаема для неорганических ионов, но непроницаема для белков, нуклеиновых кислот и других крупных органических молекул.
Доннановское равновесие наиболее характерно для мертвых клеток или для клеток с ослабленным метаболизмом.
Слайд 14 В основе вывода уравнения лежит условие электронейтральности, т.е. равенства
суммарной концентрации анионов Cl- и катионов К+ как внутри клетки:
так и снаружи:
тогда
В клетках распределение хлора обеспечивается равновесием Доннана.
так и снаружи:
тогда
В клетках распределение хлора обеспечивается равновесием Доннана.
Вывод уравнения Доннана
Слайд 15В 1902 году Бернштейном была выдвинута мембранная теория биопотенциалов. В 50-60-х
годах была
развита и экспериментально доказана А. Ходжкиным и А. Ф. Хаксли.
Слайд 16Сущность мембранной теории биопотенциалов
Потенциал
покоя и потенциал действия является по своей природе мембранными потенциалами, обусловленными полупроницаемыми свойствами клеточной мембраны и неравномерным распределением ионов между клеткой и средой, которое поддерживается механизмами активного транспорта, локализованные в самой мембране.
Слайд 17Регистрация биопотенциалов при помощи микроэлектродного метода
Стеклянный микроэлектрод
Схема регистрации мембранного потенциала
Слайд 18Мембранным потенциалом называется разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями мембраны.
Слайд 19Потенциал покоя – стационарная разность электрических потенциалов, регистрируемых между внутренней и
наружной поверхностями мембраны в невозбужденном состоянии.
Слайд 25С учетом работы электрогенных ионных насосов для мембранного потенциала было получено
уравнение Томаса (1972 г.)
Где m =3/2 - отношение количества ионов натрия к количеству ионов калия, перекачиваемых Na+ - K+-насосом.
Слайд 26Физическая характеристика ионных каналов выражается в следующих свойствах:
Селективность
Независимость работы отдельных каналов
Дискретный
характер проводимости
Зависимость параметров каналов от мембранного потенциала
Зависимость параметров каналов от мембранного потенциала
Слайд 27Селективность
Селективностью называют
способность ионных каналов избира-
тельно пропускать ионы
какого-
либо одного типа.
Ионные каналы обладают
Абсолютной селективностью по
отношению к катионам либо к
анионам, т.е. пропускает ионы
одного вида.
либо одного типа.
Ионные каналы обладают
Абсолютной селективностью по
отношению к катионам либо к
анионам, т.е. пропускает ионы
одного вида.
Слайд 28Независимость работы
отдельных каналов
Прохождение тока через отдельный
ионный
канал не зависит от того, идет ли
Ток ионов через другие каналы.
Например, К+-каналы могут быть
включены или выключены, но ток через
Na+-каналы не меняется. Изменение
проницаемости ионных каналов меняет
мембранный потенциал.
Ток ионов через другие каналы.
Например, К+-каналы могут быть
включены или выключены, но ток через
Na+-каналы не меняется. Изменение
проницаемости ионных каналов меняет
мембранный потенциал.
Слайд 29Дискретный характер проводимости
Проводимость ионного канала
дискретна и он может находится в двух состояниях: открытом и закрытом. Переходы между этими состояниями происходят в случайные моменты времени и подчиняются статистическим закономерностям. Сдвиг мембранного потенциала выше порогового значения увеличивает вероятность открытия каналов, т.е. идет процесс их активации.
Слайд 30
Зависимость параметров каналов от мембранного потенциала
Ионные каналы
нервных волокон чувствительны к мембранному потенциалу, например К+-каналы и Na+-каналы. Это проявляется в том, что после начала деполяризации мембраны соответствующие токи начинают изменяться с той или иной кинетикой. Ион-селективный канал имеет сенсор, чувствительный к действию электрического поля.
Слайд 31Зависимость параметров каналов от мембранного потенциала
При
изменении мембранного потенциала меняется величина действующей на него силы, в результате эта часть ионного канала перемещается и меняет вероятность открывания и закрывания ворот.
При деполяризации мембраны увеличивается вероятность перехода
натриевого канала в проводящее состояние и открытие большего числа каналов.
При деполяризации мембраны увеличивается вероятность перехода
натриевого канала в проводящее состояние и открытие большего числа каналов.
Слайд 32
Схема
строения натриевого ионного канала мембраны в разрезе
натриевый канал
Грамицидин
Грамицидин
Слайд 33Потенциалом действия называется электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости мембраны и
связанный с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения.
Слайд 34Возбудимость – это способность клеток к быстрому ответу на раздражение, проявляющемуся
через совокупность физических, физико-химических процессов и функциональных изменений. Обязательным признаком возбуждения является изменение электрического состояния клеточной мембраны.
Слайд 36Физический механизм деполяризации
Увеличение
проницаемости
для
Na+
Вход
Na+ в
клетку
Деполяризация
мембраны
Слайд 37Отношение коэффициентов проницаемости ионов для фазы деполяризации
PК : РNa : PCl
= 1 : 20 : 0,45
Слайд 39Физический механизм реполяризации
Выход
К+ в
среду
Уменьшение
потока Na+
в клетку
Реполяризация
мембраны
Слайд 40Формирование потенциала действия обусловлено двумя ионными потоками через мембрану: поток ионов
натрия внутрь клетки приводит к перезарядке мембраны, а противоположно направленный поток ионов калия обуславливает восстановление исходного потенциала покоя.
Слайд 41МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ
Е1 – потенциал покоя
Е2 – мембранный потенциал при
возбуждении
Е3 – потенциал действия
Е3 – потенциал действия
Слайд 43Уравнение Ходжкина-Хаксли, описывающее мембранный потенциал, который складывается из потенциала покоя и
потенциала действия
