HYPERLINK “http://www.ukrreferat.com/” www.ukrreferat.com – лідер
серед рефератних сайтів України!
РЕФЕРАТ
на тему:
«Біоелектричні явища»
ПЛАН
Вступ
1. Поняття біоелектричних явищ. Мембранний потенціал спокою
2. Біоелектричні потенціали
3. Біоелектричні явища в серцевому м’язі
Висновки
Список використаної літератури
Вступ
Початок вивчення електричних явищ, що виникають в живих тканинах,
відноситься до 2-ої половини 18 ст., коли було виявлено, що деякі риби
(електричний скат, електричне вугор) при полюванні використовують
електричні розряди, приголомшуючи і обезруховуючи свою здобич.
Було висловлено припущення, що розповсюдженням нервового імпульсу є
перебіг уздовж нерва особливої «електричної рідини».
У 1791—1792 рр. італійські вчені Л. Гальвані і А.Вольта дали перше
наукове пояснення явища «тваринної електрики». Своїми, які вже стали
класичними, дослідами вони достовірно встановили факт існування в живому
телі електричних явищ. Пізніше біоелектричні явища були виявлені і в
рослинних тканинах.
В даній роботі розглянемо особливості зародження електричних явищ, їх
особливості тощо.
1. Поняття біоелектричних явищ. Мембранний потенціал спокою
Виникнення і поширення збудження пов’язані із зміною електричного
стану клітинної мембрани – біоелектричними явищами.
Біоелектричні явища були відкриті в 1791 р. італійським вченим Гальвані.
Дані сучасної мембранної теорії походження біоелектричних явищ
експериментально були отримані А.Ходжкіним, Б.Кацом і А.Хакслі в
дослідженням, проведених з гігантським нервовим волокном кальмара в 1952
році.
Мембрана клітини в стані спокою поляризована: зовнішня поверхня
заряджена електропозитивно, а внутрішня – електронегативно. Між
зовнішньою і внутрішньою поверхнями клітинної мембрани в стані спокою
існує різниця потенціалів близько (60-90 мВ), яку називають мембранним
потенціалом (МП) або потенціалом спокою (ПС). Зареєструвати мембранний
потенціал можна з допомогою мікроелектродів, під’єднаних до клітини та
осцилографа.
Виникнення МП зумовлене факторами:
– неоднаковим розподілом (концентрацією) деяких іонів по обидві сторони
клітинної мембрани;
– вибірковою проникністю мембрани для кожного з цих іонів. Мембрана
містить пори – спеціальні канали, через які вода і іони проникають в
клітину. Ці канали мають певні розміри, тому пропускають лише відповідні
їм іони. Окрім цього входи в канали можуть відкриватися і закриватися
завдяки наявності в них особливих білкових молекул. Зміна просторової
структури цих молекул відіграє роль засува, що закриває або відкриває
вхід в канал, збільшуючи або зменшуючи проникність мембрани.
У цитоплазмі клітини :
– в 30-50 разів більше К+, у 8-10 разів менше Nа+, у 50 разів менше СІ-,
ніж у міжклітинній рідині. Неоднакова концентрація іонів в клітині
підтримується натрієво-калієвою помпою, яка викачує з клітини Nа+ і
закачує К+ ;
– є аніони органічних кислот, які відсутні в міжклітинній речовині;
У стані спокою клітинна мембрана більш проникна для К+, ніж для Nа+.
Внаслідок високої концентрації в клітині К+ дифундує із цитоплазми на
зовнішню поверхню клітини через калієві пори в мембрані, заряджуючи її
позитивно. Внутрішня сторона мембрани за рахунок аніонів органічних
кислот, які практично не проникають через поверхню мембрани,
заряджається негативно.
У результаті виходу К+ з клітини його концентрація по обидві сторони
мембрани повинна була б вирівнятись. Проте цей процес не відбувається з
таких причин: 1) аніони, що є в клітині своїм негативним зарядом
утримують К+ на зовнішній поверхні мембрани; 2) позитивний заряд, що
виникає на поверхні мембрани перешкоджає подальшому виходу К+ з клітини,
відштовхуючи їх.
2. Біоелектричні потенціали
Біоелектричні потенціали — електрична напруга, що виникає в органах,
тканинах і окремих елементах клітин тваринних і рослинних організмів у
процесі їхньої життєдіяльності. Біоелектричні потенціали зазвичай не
перевищують 0,05 — 0,1 вольт.
Виявляються біоелектричні потенціали по наявності струму (так званого
струму спокою при пошкодженні тканини і струму дії при збудженні
тканини) в провіднику, що сполучає дві ділянки тканини. Пошкоджена або
збуджена ділянка тканини при цьому завжди електронегативна. У деяких
тканинах (сітчатка ока, залозисті тканини) біоелектричні потенціали
виявляються при відсутності пошкодження або збудження.
Біоелектричні потенціали тісно пов’язані з обміном речовин, особливо з
окисними процесами. При їх порушенні біоелектричні потенціали відповідно
змінюються.
Біоелектричні явища є істотним показником стану процесу збудження, яким
супроводжуються всі прояви життєдіяльності організмів. Їх реєстрація є
важливим методом вивчення функцій всього організму і окремих його
органів як в експерименті, так і в клініці (електрокардіографія та ін.).
Природа біоелектричних явищ та механізм їх виникнення остаточно не
з’ясовані. Значний вклад у вивчення біоелектричних потенціалів внесли
українські фізіологи В.Я.Данилевський, В.Ю.Чаговець, Д.С.Воронцов та
інші.
3. Біоелектричні явища в серцевому м’язі
Виникнення електричних потенціалів у серцевому м’язі зв’язано з рухом
іонів через клітинну мембрану. Основну роль при цьому грають катіони
натрію і калію. Усередині клітки калію значно більше, ніж у
позаклітинній рідині, концентрація внутрішньоклітинного натрію, навпаки,
набагато менше, ніж поза кліткою. У спокої зовнішня поверхня клітки
міокарда заряджена позитивно внаслідок переваги там катіонів натрію,
внутрішня поверхня клітинної мембрани має негативний заряд унаслідок
переваги усередині клітки аніонів (Cl —, HCO3— і ін.). У цих умовах
клітка поляризована, при реєстрації електричних процесів за допомогою
зовнішніх електродів різниці потенціалів не буде. Однак якщо в цей
період ввести мікроелектрод усередину клітки, то зареєструється так
називаний потенціал спокою, що досягає 90 мв. Під впливом зовнішнього
електричного імпульсу клітинна мембрана стає проникної для катіонів
натрію, що спрямовуються усередину клітки (унаслідок різниці усередині-
і позаклітинної концентрації) і переносять туди свій позитивний заряд.
Зовнішня поверхня даної ділянки здобуває негативний заряд унаслідок
переваги там аніонів. При цьому з’являється різниця потенціалів між
позитивною і негативною ділянками поверхні клітки, і прилад, що
реєструє, зафіксує відхилення від ізоелектричної лінії. Цей процес
зветься деполяризації і зв’язаний з потенціалом дії. Незабаром уся
зовнішня поверхня клітки здобуває негативний заряд, а внутрішня —
позитивний, тобто відбудеться зворотна поляризація.. Регіструєма крива
при цьому повернеться до ізоелектричної лінії.
0
r
¦
°
?¤3/4A?
?
O
A?
????????? ????????нутрішньоклітинною концентрацією). Вихід калію з
клітки переважає над надходженням натрію в клітку, тому зовнішня
поверхня мембрани знову поступово здобуває позитивний заряд, а внутрішня
— негативний. Цей процес зветься реполяризації. Прилад, що реєструє,
знову зафіксує відхилення кривої, але в іншу сторону (тому що позитивний
і негативний клітки клітки помінялися місцями) і меншої амплітуди (тому
що потік іонів калію рухається повільніше). Описані процеси відбуваються
під час систоли. Коли вся зовнішня поверхня знову здобуває позитивний
заряд, а внутрішня — негативний, знову буде зафіксована ізоелектрична
лінія, що відповідає діастолі. Під час діастоли відбувається повільний
зворотний рух іонів калію і натрію, що мало впливає на заряд клітки,
оскільки іони натрію виходять із клітки, а іони калію входять у неї
одночасно і ці процеси врівноважують один одного.
Описані процеси відносяться до порушення одиничного волокна міокарда.
Виникаючий при деполяризації імпульс викликає порушення сусідніх ділянок
міокарда, воно поступово охоплює весь міокард, розвиваючись по типі
ланцюгової реакції.
Порушення серця починається в синусовому вузлі, розташованому в правому
передсерді в області устя верхньої порожньої вени. Синусовий вузол має
автоматизм і продукує визначене число імпульсів у заданий проміжок часу.
У дорослої людини в спокої в синусовому вузлі генерується 60-80
імпульсів у хвилину.
Висновки
Отже, з позицій сучасних представлень про біоелектричні явища зрозуміло,
що всі процеси життєдіяльності нерозривно пов’язані з різними формами
біоелектричних явищ. Зокрема, біоелектричні явища обумовлюють виникнення
збудження і його проведення по нервових волокнах, є причиною процесів
скорочення м’язових волокон скелетних, гладких і серцевих м’язів,
функції виділення залізистих кліток і так далі.
Біоелектричні явища лежать в основі процесів всмоктування в
шлунково-кишковому тракті, в основі сприйняття смаку, запаху, в основі
діяльності всіх аналізаторів і так далі.
Немає фізіологічного процесу в живому організмі, який би в тій або іншій
формі не був би пов’язаний з біоелектричними явищами.
Процеси життєдіяльності нерозривно пов’язані з різними формами
біоелектричних явищ. Зокрема, біоелектричні явища супроводжують
виникнення збудження і його проведення по нервових волокнах, скорочення
волокон скелетних, гладких м’язів, міокарду, а також процеси
всмоктування в жел.-киш. тракті, сприйняття смаку, запаху, діяльність
аналізаторів і так далі.
Причиною виникнення біоелектричних явищ є те, що постійно відбуваються в
процесі життєдіяльності перерозподіл іонів на мембранах і їх
трансмембранний транспорт. На практиці біоелектричні явища реєструють як
різницю електричних потенціалів між двома точками живої тканини. За
допомогою мікроелектродів, наприклад, можна зміряти різницю потенціалів
між зовнішньою і внутрішньою сторонами оболонки (мембрани) клітки. Цю
різницю потенціалів називають потенціалом спокою або мембранним
потенціалом. Наявність його обумовлена нерівномірним розподілом іонів (в
першу чергу іонів натрію і калія) між внутрішнім вмістом клітки (її
цитоплазмою) і навколишнім клітку середовищем.
Величина мембранного потенціалу різна, причому для кожного типу клітки
властива строго певна величина потенціалу спокою, яка відображає
інтенсивність обмінних процесів, що протікають в ній. При збудженні
клітки виникає так званий потенціал дії, який на відміну від потенціалу
спокою розповсюджується у вигляді хвилі збудження по поверхні клітки з
швидкістю до декількох десятків метрів в секунду. Існують і інші види
потенціалів, зокрема так званий потенціал пошкодження, або демаркаційний
потенціал. Цей вид електричної активності реєструється між пошкодженою і
інтактною (непошкодженою) ділянками тканини.
Біоелектричні явища історично виникли як спосіб досконалішого зв’язку
між окремими утвореннями багатоклітинного організму. Дійсно, фактично
існують лише дві форми взаємодії між клітинами. Перша – найбільш
стародавня – пов’язана з хімічною взаємодією, при якій речовина, що
продукується однією кліткою, досягає іншої, викликаючи в ній у відповідь
реакцію. Ці речовини називаються медіаторами, а у тому випадку, коли
вони передаються в межах організму на великі відстані, їх традиційно
називають гормонами. Такий спосіб взаємодії не забезпечує можливості
швидкої передачі інформації (наприклад, при необхідності відсмикувати
руку при раптовому дотиці до вогню). Досконаліший спосіб сигналізації і
передачі інформації здійснюється за допомогою нервових імпульсів, одним
з компонентів якиї є біоелектричні явища. Особливо виразно виражений він
в діяльності центральної нервової системи тварин і людини. Живий
організм є не тільки генератором біопотенціалів, але і провідником
електричного струму, причому зміна ступеню електропровідності живих
тканин залежно від їх життєдіяльності може служити показником
життєздатності (стани) кліток або тканин. Особливою формою
біоелектричних явищ служить так званий електрокінетичний потенціал, що
виникає, наприклад, при русі крові по кровоносних судинах. Величина
цього потенціалу, тобто різниця потенціалів між стінкою судини і рухомою
кров’ю, змінюється при деяких патологічних станах, що може бути
використане в діагностичних цілях.
Виникненням різних форм біоелектричної активності супроводжується
будь-який акт життєдіяльності (м’язове скорочення, діяльність серця і т.
д.). Реєстрація їх за допомогою спеціальної апаратури розширює
можливості вивчення і розпізнавання багатьох хвороб. Зокрема, запис і
аналіз сумарної електричної активності головного мозку лежать в основі
діагностики деяких нервових і психічних хвороб, вивчення електричної
активності серця дозволяє виявити окремі захворювання серцево-судинної
системи і так далі.
Список використаної літератури
Чайченко Г.М., Цибенко В.О., Сокур В.Д. Фізіологія людини і тварин. –
К.: Вища школа, 2003.
Гжегоцький М.Р., Філімонов В.І., Петришин Ю.С., Мисаковець О.Г.
Фізіологія людини. К.: Книга плюс, 2005.
Клевець М.Ю. Фізіологія людини і тварин. Книга 1. Фізіологія нервової,
м’язової і сенсорних систем: Навчальний посібник. Львів: ЛНУ імені Івана
Франка, 2000. 199 с.
Клевець М.Ю., Манько В.В. Фізіологія людини і тварин. Книга 2.
Фізіологія вісцеральних систем: Навчальний посібник. Львів: ЛНУ імені
Івана Франка, 2002. 233 с.
Ганонг В.Ф. Фізіологія людини. Підручник. – Львів: БаК, 2002.
Ноздрачев А.Д., Баранникова Н.А., Батуев А.С. и др. Общий курс
физиологии человека и животных: В 2-х кн. М.: Высш. шк., 1991. Т. 1. –
512 с. Т. 2. – 528 с.
Физиология человека / Под ред. Г.И.Косицкого. М.: Медицина, 1985.
Начала физиологии / Под. ред. А.Д. Ноздрачева. С.-Пб.: Лань, 2001.
Физиология человека: В 3-х т. / Под ред. Р.Шмидта, Г.Тевса. М., 1996. –
Т.1–3.
Основы физиология человека: В 2-х т. / Под ред. Б.И.Ткаченко. – С. Пб.,
1994. – Т. 1–2.
Нормальна фізіологія / За ред. В.І.Філімонова. К.: Здоров’я, 1994.
Фізіологія / Під ред. В.Г.Шевчука. Вінниця: Нова книга, 2005.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
