Популярные услуги

Главная » Лекции » Биологические дисциплины » Лекции по биофизике » - Распространение возбуждения в клетках

- Распространение возбуждения в клетках

2021-03-09СтудИзба

Распространение возбуждения в клетках

Возбудимые мембраны относятся к не линейным активным средам. Активной называется среда генерирующая электромагнитное поле под действием внешних полей. Особенности распространения сигнала веществ в активных средах, система уравнения максвелла не учитывает. Нервные мышечные волокна элементы активной среды, в которые распространяются электромагнитные волны. Как и любая среда, нервные и мышечные волокна имеют сопротивление, т.е. энергия электромагнитного импульса рассеивается на атомах, молекулах, либо фотонах вещества, из которых состоят волокна. Это свойство описывается декрементом затухания, т.е. в процессе распростронения происходит уменьшения амплитуды потенциала по закону:

 

Уменьшение амплитуды ПД происходит так же и в пространстве, т.е. в разных точках мембраны амплитуда ПД различна, т.е. существует зависимость:

- сопротивление цитоплазмы

 - сопротивление цитоплазмы межклеточной среды

Кабельные свойства волокон характеризуется низкой проводимостью, т.е. декремент затухания  в невозбуждённой мембране оказывается значительным. Возбуждённая мембрана имеет тот жё коэффициент затухания, однако если амплитуда ПД достаточна для возбуждения сенсорного механизма ионных каналов, то в этой части нервного волокна может возникнуть ПД, т.е. условие возбуждения.

Рекомендуемые материалы

Т.о. бездепрементное  распределение сигнала по нервному волокну является результатом действия двух процессов:

1. Диприментарного распределения сигналов без возбуждения ПД.

2. Генерирование нового потенциала действия.

Такой механизм называется сальталярное распределение сигнала. Первый этап протекает со значительно большой скорость, чем второй. Скорость диспреминтарного распределения сигналов ровна скорости распределения электромагнитных волн в среде. Второй этап более медленный в связи с изменением проницаемости мембран, что требует дополнительного времени. Скорость распределения сигналов по волокну тем больше, чем больше расстояние от места возбуждения предыдущего ПД. Эту особенность отражает постоянная длина, которая зависит от сопротивления цитоплазмы клетки и емкости мембраны норного волокна. Постоянная длина увеличивается с уменьшением сопротивления цитоплазмы и увеличение ёмкости клеточной мембраны:

                                                                          

- длина волокна.

S – площадь поперечного сечения волокна.

Ещё посмотрите лекцию "Часть 1" по этой теме.

 - удельное сопротивление цитоплазмы.

Т.о. более толстые волокна обладают низким сопротивлением, и быстрее приводят возбуждение. Примером такой эволюции является появление гигантского аксона, толщина которого составляет 2 мм, в отличии от 10 мм обычных волокон. Однако такое решение проблема увеличения скорости распространения сигнала возможно лишь для организмов с малым числом нервных волокон. Для теплокровных животных число нервных волокон  сетчатки глаза  составляет,  и для обеспечения необходимой скорости распространения  нервного импульса диаметр глазного нерва составил бы 1 м.

Эволюция животного мира пошла по пути снижения ёмкости мембраны нервных волокон, с этой целью большинство нервных волокон покрыты миелиновой тканью. Миелиновая оболочка нервного волокна представляет с собой много мембранную систему, включающую до 200 слоёв, плотно прилегающих друг к другу, при этом внутренний слой оболочки обеспечивает хороший контакт с цитоплазмой. Диффузия ионов через миелиновую оболочку практически отсутствует, что связанно с отсутствием в ней ионзависимых каналов. В миелиновых волокнах генерация  потенциала действия возможна лиши в той части волокна в которой отсутствует миелиновая оболочка. Эти места в мембране нервного волокна называются перехватом Ранвье. Наличие таких активных узлов является необходимым элементом сальтаторном механизме передачи сигнала. От одного перехвата Ренье до следящего сигнал распространяется декрементно  со скоростью электромагнитной волны. В области перехвата возникает ПД и происходит ретрансляция нервного импульса. За счёт появления миелиновой оболочки скорость распределения нервного импульса достигает 140 м/с.сольтаторный механизм сигнала обеспечивает существенную экономию энергии, так потребление кислорода при этом в 200 раз меньше чем при непрерывном распределении сигнала. Наибольшая скорость распределения сигнала. Наибольшая степень распределения сигнала  наблюдается в миелиновых нервных волокнах диаметром 10-15 мКм, причём толщина миелиновой оболочки достигает 50% диаметра. Скорость распределения нервных импульсов оказывается пропорциональна квадратному корню из диаметра.

 емкость мембраны.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее