Разделы презентаций


Раздел: Биофизика мембранных процессов Тема: Биологические потенциалы презентация, доклад

Содержание

Потенциал покоя

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Раздел: Биофизика мембранных процессов
Тема: Биологические потенциалы

Раздел: Биофизика мембранных процессовТема: Биологические потенциалы

Слайд 2Потенциал покоя

Потенциал  покоя

Слайд 3Биологические потенциалы
Основная функция БМ-генерация и передача биопотенциалов

Основа возбудимости клеток
Регуляция внутриклеточных

процессов
Регуляция работы нервной системы
Регуляция мышечного сокращения
Регуляция рецепции

Биологические потенциалыОсновная функция БМ-генерация и передача биопотенциаловОснова возбудимости клетокРегуляция внутриклеточных процессовРегуляция работы нервной системыРегуляция мышечного сокращенияРегуляция рецепции

Слайд 4ЭП позволяют
Электрокардиография (активность сердца)

Электроэнцефалография (активность головного мозга)

Электромиография (мышечная активность)

ЭП позволяютЭлектрокардиография (активность сердца)Электроэнцефалография (активность головного мозга)Электромиография (мышечная активность)

Слайд 5Электрические потенциалы
Окислительно-восстановительные – вследствие переноса электронов от одних молекул к

другим

Мембранные – возникают вследствие градиента концентрации ионов по разные стороны

мембраны
Мембранные потенциалы – биопотенциалы, которые в основном регистрируются в организме
Электрические потенциалыОкислительно-восстановительные – вследствие переноса электронов от одних молекул к другимМембранные – возникают вследствие градиента концентрации ионов

Слайд 6Экспериментальное исследование БП
Разработка микроэлектродного метода внутриклеточного измерения БП
Создание специальных усилителей

БП
Выбор объекта исследования – крупные клетки – АКСОН КАЛЬМАРА
(0,5мм

> позвоночных)

Экспериментальное исследование БПРазработка микроэлектродного метода внутриклеточного измерения БПСоздание специальных усилителей БПВыбор объекта исследования – крупные клетки –

Слайд 7Экспериментальное исследование БП
Стеклянная пипетка

стеклянный электрод

Экспериментальное исследование БПСтеклянная пипетка

Слайд 8Схема регистрации мембранного потенциала

Схема регистрации мембранного потенциала

Слайд 9Виды потенциалов
Потенциал покоя

Потенциал действия
- разная концентрация ионов
- диффузия ионов

через БМ

Виды потенциаловПотенциал покоя           Потенциал действия- разная концентрация

Слайд 10Потенциал покоя
Стационарная разность потенциалов в клетке, регистрируемая между наружной и

внутренней поверхностью мембраны, находящейся в невозбужденном состоянии
Обусловлен различными концентрациями ионов

во внутриклеточном и наружном растворах
Потенциал покояСтационарная разность потенциалов в клетке, регистрируемая между наружной и внутренней поверхностью мембраны, находящейся в невозбужденном состоянииОбусловлен

Слайд 11- разная концентрация ионов
- диффузия ионов через БМ
СвнСнар
Мембрана проницаема
Поток заряженных

частиц через БМ
Нарушение электронейтральности системы
Потенциал препятствует дальнейшему перемещению ионов через

БМ

Равновесие ЭХП

- разная концентрация ионов- диффузия ионов через БМСвнСнарМембрана проницаемаПоток заряженных частиц через БМНарушение электронейтральности системыПотенциал препятствует дальнейшему

Слайд 12Равновесие ЭХП
формула Нернста-Планка
для равновесного мембранного потенциала

Равновесие ЭХПформула Нернста-Планка для равновесного мембранного потенциала

Слайд 13Значения потенциала покоя

Значения потенциала покоя

Слайд 14Формула Нернста-Планка для равновесного мембранного потенциала

Формула Нернста-Планка  для равновесного мембранного потенциала

Слайд 15Электродиффузионный транспорт через БМ
Элетродиффузия – пассивный транспорт ионов через БМ
Отсутствуют

суммарные ионные токи:
Потенциал Нернста определяется концентрацией ионов в растворе


2. Ионные

токи не равны 0:
Пассивное движение ионов по градиенту ЭХП
возникает диффузионная разность потенциалов, которая зависит от:
Ионных концентраций
Подвижности ионов

Электродиффузионный транспорт через БМЭлетродиффузия – пассивный транспорт ионов через БМОтсутствуют суммарные ионные токи:Потенциал Нернста определяется концентрацией ионов

Слайд 16Способы описания процесса перехода ионов через БМ
Дискретный

Ионы преодолевают БМ с

помощью нескольких дискретных перескоков через активационные барьеры

Описание транспорта ионов через

селективные каналы клеточной мембраны

Непрерывный

Ионы движутся через БМ независимо и не взаимодействуя друг с другом. БМ является гомогенной фазой

Описание транспорта ионов через искусственные БЛМ

Способы описания процесса перехода ионов через БМДискретныйИоны преодолевают БМ с помощью нескольких дискретных перескоков через активационные барьерыОписание

Слайд 17Непрерывное описание диффузии
Уравнение Нернста-Планка:



ЭХ равновесие

Отсутствие ЭХ равновесия

Приближение постоянного поля

Непрерывное описание диффузииУравнение Нернста-Планка:ЭХ равновесиеОтсутствие ЭХ равновесияПриближение постоянного поля

Слайд 18ЭХ равновесие
Потенциал Нернста – определение равновесной разности потенциалов на БМ

– мембранный потенциал

ЭХ равновесиеПотенциал Нернста – определение равновесной разности потенциалов на БМ – мембранный потенциал

Слайд 19Потенциал Нернста для одновалентных ионов
1902г Берштейн – причина возникновения мембранного

потенциала – диффузия ионов К+ из клетки во внеклеточную среду

Потенциал Нернста для одновалентных ионов1902г Берштейн – причина возникновения мембранного потенциала – диффузия ионов К+ из клетки

Слайд 20Отсутствие ЭХ равновесия
Подход Гендерсона-Планка:
Концентрация катионов и анионов в любой плоскости,

перпендикулярной направлению переноса – одинаковая:
С+=С-=С
В стационарном состоянии электрический ток

через БМ отсутствует
Для бинарного электролита: Z+=-Z-=1
Отсутствие ЭХ равновесияПодход Гендерсона-Планка:Концентрация катионов и анионов в любой плоскости, перпендикулярной направлению переноса – одинаковая: С+=С-=СВ стационарном

Слайд 21Отсутствие ЭХ равновесия

Отсутствие ЭХ равновесия

Слайд 22Уравнение Гендерсона
U+ U—- подвижность катиона и аниона в БМ

расчет диффузионного

потенциала, возникающего
между двумя электролитами
Уравнение Гендерсона применимо:
Для мембран макроскопической

толщины 1 мкм
Не применимо для липидных и клеточных мембран, где не выполняется условие локальной электронейтральности по всей толщине мембраны
Уравнение ГендерсонаU+ U—- подвижность катиона и аниона в БМрасчет диффузионного потенциала, возникающего между двумя электролитами Уравнение Гендерсона

Слайд 23Приближение постоянного поля
Предположение о линейности изменения потенциала ЭП по всей

толщине БМ


Для тонких БМ, в которых концентрация носителей мала, а

толщина двойного слоя – велика

Приближение постоянного поляПредположение о линейности изменения потенциала ЭП по всей толщине БМДля тонких БМ, в которых концентрация

Слайд 24Приближение постоянного поля

Приближение постоянного поля

Слайд 25Профиль поля - линеен

Профиль поля - линеен

Слайд 28Р – коэффициент проницаемости БМ
К – коэффициент растворения, который зависит

от липофильности иона

1943 Гольдман + 1949 Ходжкин и Катц

Р – коэффициент проницаемости БМК – коэффициент растворения, который зависит от липофильности иона1943 Гольдман + 1949 Ходжкин

Слайд 29Разность потенциалов, создаваемая в БМ в результате совместной диффузии ионов
В

равновесии

Разность потенциалов, создаваемая в БМ в результате совместной диффузии ионовВ равновесии

Слайд 30Потенциал на БМ определяется:
Различием в стационарных концентрациях ионов по обе

стороны БМ

Разными коэффициентами проницаемости БМ для различных ионов

Потенциал на БМ определяется:Различием в стационарных концентрациях ионов по обе стороны БМРазными коэффициентами проницаемости БМ для различных

Слайд 31Соотношение Уссинга-Теорелла

Соотношение Уссинга-Теорелла

Слайд 32Критерии пассивного транспорта
Поток ионов через БМ обусловлен:
Только градиентом концентрации ионнов

к-го типа
Действием ЭП

Нарушение соотношения Уссинга-Теорелла – существование АКТИВНОГО ТРАНСПОРТА

Критерии пассивного транспортаПоток ионов через БМ обусловлен:Только градиентом концентрации ионнов к-го типаДействием ЭПНарушение соотношения Уссинга-Теорелла – существование

Слайд 33Потенциал действия

Потенциал действия

Слайд 34Потенциал действия
Открыт в 18 в. Луиджи Гальвани:

1. мышечные сокращения препарированной

лягушки могут вызваться электрическим импульсом
2. сама живая система является источником

электрического импульса

Потенциал действияОткрыт в 18 в. Луиджи Гальвани:1. мышечные сокращения препарированной лягушки могут вызваться электрическим импульсом2. сама живая

Слайд 35Потенциал действия
19в. Гельмгольц: показано, что скорость распространения нервного импульса (1-100

м/с) значительно меньше скорости распространения электрического импульса по проводам (3*108

м/с)
Потенциал действия19в. Гельмгольц: показано, что скорость распространения нервного импульса (1-100 м/с) значительно меньше скорости распространения электрического импульса

Слайд 36Потенциал действия
20 в. А.Ходжкин: нервный импульс-импульс электрического тока

1963 г. Ходжкин,

Хаксли и Иклс – Нобелевская премия по медицине «за оперирование

нервных клеток»

Потенциал действия20 в. А.Ходжкин: нервный импульс-импульс электрического тока1963 г. Ходжкин, Хаксли и Иклс – Нобелевская премия по

Слайд 37Потенциал действия
Электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости мембраны и связанный

с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения
Методы:
Микроэлектродов с

использованием высокоомных измерителей напряжения
Меченных атомов
Потенциал действияЭлектрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости мембраны и связанный с распространением по нервам и мышцам волны

Слайд 38Исследование потенциала действия: схема опыта
Г – генератор импульсов
Р – регистратор

напряжения

Исследование потенциала действия: схема опытаГ – генератор импульсовР – регистратор напряжения

Слайд 39Регистрация потенциала действия

Регистрация потенциала действия

Слайд 40Потенциал действия – ПД – не зависит от амплитуды деполяризующего

потенциала

Потенциал действия – ПД – не зависит от амплитуды деполяризующего потенциала

Слайд 41Свойства ПД
Наличие порогового значения деполяризующего потенциала
Закон «все или ничего»
Период рефрактерности
Резкое

снижение сопротивления БМ в момент возбуждения (покой: 0,1 Ом*м2, возбуждение:

0,0025 Ом*м2)

Свойства ПДНаличие порогового значения деполяризующего потенциалаЗакон «все или ничего»Период рефрактерностиРезкое снижение сопротивления БМ в момент возбуждения (покой:

Слайд 42Положительный потенциал реверсии имеет Na природу

Положительный потенциал реверсии имеет Na природу

Слайд 43Проницаемость БМ
В состоянии покоя:
РК : РNa : РCl = 1

: 0,04 : 0,45

В состоянии возбуждения:
РК : РNa : РCl

= 1 : 20 : 0,45



Проницаемость БМВ состоянии покоя:РК : РNa : РCl = 1 : 0,04 : 0,45В состоянии возбуждения:РК :

Слайд 44Уравнение Ходжкина-Хаксли

Уравнение Ходжкина-Хаксли

Слайд 45Эквивалентная электрическая схема элемента возбудимой мембраны

Эквивалентная электрическая схема элемента возбудимой мембраны

Слайд 46Т. Х-Х: Возбуждение элемента мембраны связано с изменением проводимости мембраны

для ионов натрия и калия

Т. Х-Х: Возбуждение элемента мембраны связано с изменением проводимости мембраны для ионов натрия и калия

Слайд 47Опыты с фиксацией напряжения
избавиться от емкостных токов

исключить изменение ионных проводимостей

натрия и калия при изменении мембранного потенциала и изучить их

изменение в различные фазы развития возбуждения
Опыты с фиксацией напряженияизбавиться от емкостных токовисключить изменение ионных проводимостей натрия и калия при изменении мембранного потенциала

Слайд 48Схема исследования токов через мембрану с фиксацией мембранного потенциала
Микроэлектрод
Электрод сравнения
Серебряный

проводник
Генератор постоянного напряжения
Амперметр
ОУ – операционный усилитель

Схема исследования токов через мембрану с фиксацией мембранного потенциалаМикроэлектродЭлектрод сравненияСеребряный проводникГенератор постоянного напряженияАмперметрОУ – операционный усилитель

Слайд 49Результаты исследования мембранного тока методом фиксации напряжения

Результаты исследования мембранного тока методом фиксации напряжения

Слайд 50Изменение проводимости БМ для ионов во время развития ПД

Изменение проводимости БМ для ионов во время развития ПД

Слайд 51Распространение нервного импульса вдоль возбудимого волокна
Возбудимость – способность клеток к

быстрому ответу на раздражение, который проявляется через совокупность физических, физико-химических

процессов и функциональных изменений.

Нервная, мышечная, железистая

Признак возбуждения: изменение электрического состояния клеточной мембраны: возбужденный участок клетки – электроотрицателен по отношению к невозбужденному участку
Распространение нервного импульса вдоль возбудимого волокнаВозбудимость – способность клеток к быстрому ответу на раздражение, который проявляется через

Слайд 52Потенциал действия
Общее изменение разности потенциалов между клеткой и средой, происходящее

при пороговом и сверхпороговом возбуждении клеток
Обеспечивает проведение возбуждения по нервным

волокнам
Индуцирует процессы мышечного сокращения
Индуцирует секрецию железистых клеток
Потенциал действияОбщее изменение разности потенциалов между клеткой и средой, происходящее при пороговом и сверхпороговом возбуждении клетокОбеспечивает проведение

Слайд 53Распространение потенциала действия по аксону кальмара

Распространение потенциала действия по аксону кальмара

Слайд 54Распространение нервного импульса вдоль нервного волокна

Распространение нервного импульса вдоль нервного волокна

Слайд 55Деполяризующий потенциал

Деполяризующий потенциал

Слайд 56Сальтаторное распространение ПД по миелинизированному волокну

Сальтаторное распространение ПД по миелинизированному волокну

Слайд 58Натриевый и калиевый токи через мембрану миелинизированного аксона лягушки

Натриевый и калиевый токи через мембрану миелинизированного аксона лягушки

Слайд 59Зависимость стационарных значений параметров Na-канала от мембранного потенциала

Зависимость стационарных значений параметров Na-канала от мембранного потенциала

Слайд 60Дискретный характер проводимости ионных каналов

Дискретный характер проводимости ионных каналов

Слайд 62Схема строения Na-канала

Схема строения Na-канала

Слайд 63Механизм генерации потенциала действия

Механизм генерации потенциала действия

Слайд 64Распределение концентрации ионов внутри и снаружи кардиомиоцита позвоночных

Распределение концентрации ионов внутри и снаружи кардиомиоцита позвоночных

Слайд 65Процессы, происходящие при формировании ПД

Процессы, происходящие при формировании ПД

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика