БІОЕЛЕКТРИЧНІ ПОТЕНЦІАЛИ

Одна з найважливіших функцій біологічної мембрани - генерація і передача біопотенціалів. Це явище лежить в основі збудливості кліток, регуляції внутрішньоклітинних процесів, роботи нервової системи, регуляції м'язового скорочення, рецепції. У медицині на дослідження електричних полів, створених біопотенціалами органів і тканин, засновані діагностичні методи: електрокардіографія, електроенцефалографія, електроміографія й інші. Практикується і лікувальний вплив на тканини й органи зовнішніми електричними імпульсами при електростимуляції.

У процесі життєдіяльності в клітках і тканинах можуть виникати різниці електричних потенціалів:

1) окислювально-відновні потенціали - унаслідок переносу електронів від одних молекул до інших;

2) мембранні - унаслідок градієнта концентрації іонів і переносу іонів через мембрану.

Біопотенціали, що реєструються в організмі, - це в основному мембранні потенціали.

Мембранним потенціалом називається різниця потенціалів між внутрішньою (цитоплазматичною) і зовнішньої поверхнями мембрани:

Dφ_М = φ_вн – φ_нар. (3.1)

Надалі для спрощення написання формул величину Dφ будемо позначати просто як φ_м.

Прогрес у дослідженні біопотенціалів обумовлений:

1) розробкою мікроелектродного методу внутрішньоклітинного виміру потенціалів;

2) створенням спеціальних підсилювачів біопотенціалів (УПТ);

3) вибором вдалих об'єктів дослідження великих кліток і серед них гігантського аксона кальмара. Діаметр аксона кальмара досягає 0,5 мм, що в 100 - 1000 більше, ніж діаметр аксонів хребетних тварин, у тому числі людини. Гігантські, у порівнянні з хребетними, розміри аксона - цього моторного і спритного головоногого молюска – мають велике фізіологічне значення - забезпечують швидку передачу нервового імпульсу по нервовому волокну.

Для біофізики гігантський аксон кальмара послужив чудовим модельним об'єктом для вивчення біопотенціалів (недарма висувалися пропозиції поставити пам'ятник кальмарові - тварині, якій так багато зобов'язана наука, подібно існуючим пам'ятникам жабі в Парижі і собаці під С.-Петербургом).

У гігантський аксон кальмара можна ввести мікроелектрод, не нанісши аксонові значних ушкоджень.

Скляний мікроелектрод являє собою скляну мікропіпетку з відтягнутим дуже тонким кінчиком (мал. 3.1. а).

Металевий електрод такої товщини пластичний і не може проколоти клітинну мембрану, крім того він поляризується. Для виключення поляризації електрода використовуються неполяризуючі електроди, наприклад срібний дріт, покритий зіллю AgCl. У розчин КСl або NaCl (желатинізований агар-агаром), що заповнює мікроелектрод
(мал. 3.1. б).

Другий електрод - електрод порівняння - розташовується в розчині в зовнішньої поверхні клітки (мал. 3.1 в). Пристрій, що реєструє, Р, що містить підсилювач постійного струму, вимірює мембранний потенціал:

Dφ_М = φ_вн – φ_нар.

Мікроелектродний метод дав можливість виміряти біопотенціали не тільки на гігантському аксоні кальмара, але і на клітках нормальних розмірів: нервових волокнах інших тварин, клітках кістякових м'язів, клітках міокарда й інших.

Мембранні потенціали підрозділяються на потенціали спокою і потенціали дії.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Ліпідні пори: стабільність і проникність мембран	\|	Потенціал спокою в клітках

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.