3. Основные параметры возбудимости: порог раздражения, полезное время, хронаксия, кривая «силы-длительности».

Пороговый потенциал (порог разражения ΔV) – минимальная величина, на которую надо уменьшить мембранный потенциал, чтобы вызвать возбуждение в виде ПД. Небольшая величина ΔV свидетельствует о высокой возбудимости клетки. КП обычно составляет коло -40 мВ. При величине ПП -60 мВ, деполяризация – уменьшение ПП на -20мВ приведёт к достижению КП и возникновению ПД. Если ПП равен -90мВ, то для вызова ПД надо снизить ПП на 50мВ.

П ороговая сила - это наименьшая сила раздражителя, способная вызвать возбуждение при неограничении времени её действия.

Реобаза - это наименьшая сила эл. тока, способная вызвать импульсное возбуждение при неограничении времени раздражения. При медленно нарастающей силе клетка может привыкнуть к эл. току – тогда аккомодация.

Пороговое время – это минимальное время, в течение которого должен действовать на ткань раздражитель пороговой силы, чтобы вызвать её возбуждение. Его также наз. полезным временем, т.к. раздражитель обеспечивает деполяризацию до КП. Далее ПД развивается независимо от действия раздражителя, дальнейшее раздражение уже становится бесполезным.

Хронаксия - наименьшее время, в течение которого должен действовать эл. ток в 2 реобазы, чтобы вызвать возбуждение. По величине хронаксии можно судить о скорости возникновения возбуждения в ткани: чем меньше хронаксия, тем быстрее возникает возбуждение.

Соотношение между временем действия раздражителя и сверхпороговой силой, необходимой для возбуждения отражает кривая Гоорвега-Вейса-Лапика. Эта кривая показывает, что уменьшение величины эл. тока ниже определенной критической величины не приводит к возбуждению ткани не зависимо от продолжительности времени, в течении которого действует раздражитель.

4. Мембранные и ионные механизмы происхождения биопотенциалов в покое. Методы регистрации биопотенциалов.

Потенциал покоя (ПП) – относительно стабильная разность эл. потенциалов между наружной и внтурнеей рседой клетки. Его величина обычно варьирует в пределах -30…-90 мВ (скелетные мышцы до -90 мВ, нейроны -60 мВ, сердечная мышца -80 - -90 мВ, гладкая мышца -30 - -70 мВ).

Непосредственной причиной формирования ПП явл. неодинаковая конц. анионов и катионов внутри в вне клетки. В нервным и мышечных клетках конц. К+ внутри клетки примерно в 40 раз больше, чем вне клетки, конц. Na+ вне клетки в 12 раз больше, нежели в клетке. Ионов Cl- вне клетки в 20 раз больше, чем внутри клетки. В клетке имеется небольшое кол-во ионов Mg2+. Кальций в свободном состоянии находится в основном вне клетки. Он содержится также в эндоплазм ретикулуме, в гиалоплазме мало. Это обуславливается отчасти активным транспортом Ca2+ наружу через клеточную мембрану и частично – поглощением его эндоплазматич. ретикулумом.

Степень проницаемости клеточной мембраны определяется:

1) наличием в составе мембраны различных ионных каналов – управляемых (с воротным механизмом) и неуправляемых (каналов утечки ионов);

2) размерами каналов и размерами частиц;

3) растворимостью частиц в мембране (проницаема для растворимых в ней липидов, непроницаема для пептидов).

Факторы, обеспечивающие формирование ПП:

1) Неодинаковая проницаемость клеточной мембраны для различных ионов. Na+ и К+ в состоянии покоя клетки перемещаются через мембрану согласно законам диффузии.

Главным ионом, обеспечивающим формирование ПП, явл. ион К+.. Эл. и конц. градиенты противодействуют друг другу: согласно конц. градиенту К+ стремится выйти из клетки, «-» заряд внутри клетки и «+» заряд наружной поверхности препятствуют этому. Когда конц. и эл. градиенты уравновесятся, число выходящих через клетки и входящих в неё ионов К+ выравнивается. В этом случае на клеточной мембране устанавливается так наз. равновесный калиевый потенциал.

Равновесный потенциал для любого иона (Eion)можно рассчитать по формуле Нернста. При t=37 С равновесный потенциал для К+ с учётом соотношения концентрации его вне клетки и внутри клетки и валентности1, равен – 97 мВ. Однако реальный ПП ниже = -90 мВ.

2 ) Поверхностные заряды самой клеточной мембраны и ионы Са2+. Наружная и внутренняя поверхности клеточной мембраны несут соответственные эл. заряды, преимущественно с «-» знаком.

Роль ионов Са2+ в формировании ПП заключается втом, что они взаимодействуют с наружными «-» фиксированными зарядами и «-» карбоксильными группами интерстиция и нейтрализуют из, что ведёт к увеличению и стабилизации ПП.

3) Работа ионных насосов. Кроме собственно ионных механизмов формирования ПП, связанных с различ. проницаемостью клет. мембраны, имеет активный механизм поддерживания градиентов, концентрации различ. ионов внутри и вне клетки. Им явл. ионные насосы, в частности Na/К-насос (помпа). Этот насос – элетрогенная структура, дополнительно увеличивающая ПП примерно на несколько милливольт.

Методы регистрации биопотенциалов. Электроэнцефалография (ЭЭГ) - метод регистрации электрической активности (биопотенциалов) головного мозга.

Разность потенциалов, возникающая в тканях мозга, очень мала (не более 100 мкВ), и потому может быть зарегистрирована и измерена только при помощи специальной электронно-усилительной аппаратуры - электроэнцефалографов. Электроэнцефалографические исследования, проводимые на современных многоканальных электроэнцефалографах, позволяют записывать одновременно биотоки, получаемые от многих отделов головного мозга. Выявленные нарушения электрической активности мозга носят различный характер при тех или других патологических состояниях и нередко помогают при диагностике эпилепсии, опухолевого, сосудистого, инфекционного и других патологических процессов в головном мозге.