Файл: Мембрананы пассивті асиеттері жне кабель теориясы озу жасушаны тітіркендіргішке (оздырыша) белсенді реакциясы.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 9
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Кабель теориясы жүйке жүйесіне жүйке талшықтары арқылы электр тогын сипаттау үшін алғаш рет XIX ғ. аяғында қолданылды.
1940 жылдары Алан Ходжкин және басқалары омыртқасыздардың (краб және кальмар) аксондарына кабельдік теорияны қолданды. Осылайша нейрондарды математикалық сипаттау мен модельдеуге негіз қалады.
Ролл жасаған үлгілер (модельдер) дендриттік функциялардың біртұтас математикалық теориясын құруға мүмкіндік берді. Бұл теория синапсты потенциалдар мен әрекет потенциалының пайда болуының математикалық үлгілерін ұштастырып, нейронның белсенділігінің тұтас теориялық сипаттамасын берді.
Электромагниттік энергияның генераторы болып табылатын жүйке және бұлшық ет талшықтары пассивті электрлік қасиеттерге ие. Олар тірі ұлпалардың поляризациясына жұмсалатын сыртқы электромагниттік өрістің (ЭМӨ) энергиясын тірі ұлпалардың жұту қабілетін сипаттайды. Тіндердегі (ұлпалардағы) электромагниттік энергияның жоғалуын сипаттай отырып, ЭМӨ-ң тіндермен әрекеттескенге дейінгі электрлік потенциалының декременті (өшуі, сөнуі) туралы айтады. Тірі тіндердің өздері тудыратын потенциалдар мен сырттан берілген потенциалдардың өшу заңдылығы бірдей.
Декремент дәрежесі ұлпалардың кедергісіне (R) және сыйымдылыққа (C) байланысты. Электротехникада R және C шамалары электр тізбектерінің пассивті қасиеттері деп аталады.
Биофизикада потенциалдың декрементін анықтайтын жасушалардың, ең алдымен жүйке және бұлшық ет талшықтарының пассивті электрлік қасиеттері кабельдік қасиеттер деп аталады. Өйткені тірі жасушаны, әсіресе жүйке немесе бұлшық ет талшығын электр өткізгіш ортаға орналастырылған электр кабеліне теңеуге болады.
Биологиялық мембрананың кабельдік қасиеттері
Айталық, биомембрананың бір нүктесінде мембраналық потенциал
шамаға кенеттен (бірден) секірмелі өзгерді делік. Уақыт өте келе, берілген нүктеде потенциалдың ығысуы тоқтайды. Потенциалдың декременті (мембраналық потенциалдың осы ығысуы-
) экспоненциалды сипатқа ие болады: 
; мұндағы 
уақыт тұрақтысы (
е есе кемитін уақыт, яғни
шамасы 37 % 
-ын құрайды). 
болғандықтан, декремент биомембрананың кедергісі (
) мен сыйымдылығымен (
) анықталады. Мысалы, кальмардың алып аксонында 
, ендеше 
-дың орташа мәні шамамен 1 мс ( 0,7- 1,6 мс) болады. Бақаның миелинді аксонында қысқа (шамамен 0,006 мс), ал көлденең жолақты бұлшық ет талшығында– ұзағырақ (10,3 мс). Уақыт тұрақтысындағы осындай айырмашылық әртүрлі плазмалық мембраналардың пассивті электрлік қасиеттерінің (
) әртүрлі болуымен анықталады. Потенциалдың жойылуы (өшуі) уақыт өткен сайын оның пайда болу нүктесінде ғана болмайды, сонымен қатар осы нүктеден алыстаған сайынпотенциалдың мембрананың бойымен таралуы кезінде де болады. Осындай декремент уақыттың функциясы емес, ол ара қашықтықтың (х) функциясы болып табылады: 
, мұндағы 
- ұзындық тұрақтысы ( е есе кемитін арақашықтық). Сурет 1. Мембрана бойындағы электр потенциалының декременті. Абсцисса осінде –потенциалы максимал болатын (
) нүктеден қашықтық (х); ордината осінде- электрлік потенциалдың деңгейі (
); 
Потенциалдың өшуі мембраналық потенциалдың ығысуының мәні ең жоғарғы нүктесінің екі жағында орын алады. 1-ші суретте көрсетілген электрлік потенциалдың мембранадағы таралуы бірден жүреді. Өйткені электромагниттік өрістің таралу жылдамдығы
, және ол бір сәтке ғана сақталады.У
ақыт өте келе потенциал 
-ға арналған теңдеуге сәйкес талшықтың барлық нүктелерінде азаяды (осы теңдеудегі –дің шамасы әрбір нүкте үшін әртүрлі және ол 
–қа тең). Мембрана потенциалының ұзақ мерзімді ығысулары кезінде ұзындық тұрақтысы мына формула бойынша есептеледі:
, мұндағы 
цитоплазма кедергісі,
жасушааралық ортаның кедергісі, 
- мембрананың меншікті кедергісі. Қысқа импульстар кезінде (мысалы, әрекет потенциалы сияқты) биомембрананың сыйымдылық қасиеттері де ескерілуі керек.
неғұрлым үлкен болса, мембрана бойымен потенциал декременті соғұрлым әлсіз. Кальмардың алып аксонында шамамен 2,5 мм, ал бақаның тігінші бұлшық етінде- 0,55-0,80 мм. Ендеше бұлшық ет талшығының плазмолеммасында электрлік потенциал тез өшеді. Көптеген жасушаларда шамамен 20-40 көлденең өлшемге тең арақашықтықты құрайды.Потенциал декременті осы потенциалдың алдыңғы таралуының өзгерісіне байланысты және мына формуламен анықталады:
, мұндағы i- мембрана арқылы ионның тогы (ағыны) 
- мембрананың сыйымдылығы. 
неғұрлым үлкен болса, потенциал декременті соғұрлым әлсіз.
Сөйтіп,
және биомембрананың кабельдік қасиеттерінің негізгі параметрлері болып табылады. Олар потенциалдың декрементін (азаюын) уақыт бойынша да, кеңістікте де (х координатасы бойымен) сандық түрде сипаттайды. Цитоплазманың кедергісі мен жасуша мембранасының сыйымдылығы төмендеген сайын талшықтың ұзындық тұрақтысы артады.