Презентация Лекция 14. Распространение возбуждения по возбудимым мембранам. Биофизические основы электрокардиографии онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Лекция 14. Распространение возбуждения по возбудимым мембранам. Биофизические основы электрокардиографии абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 88 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:88 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:0.98 MB
- Просмотров:88
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: ВОЕННО–МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ
имени С.М. Кирова
Кафедра биологической и медицинской физики
ЛЕКЦИЯ № 14
по дисциплине «Физика, математика»
на тему: «Распространение возбуждения по возбудимым мембранам. Биофизические основы электрокардиографии»
для курсантов и студентов I курса ФПВ, ФПиУГВ, спецфакультета
№2 слайд
Содержание слайда: 1. Распространение потенциала действия по возбудимым мембранам
При возбуждении нервного волокна (например, прямоугольным импульсом напряжения) можно зарегистрировать потенциалы действия не только в месте раздражения, но и на значительных расстояниях от него.
№3 слайд
Содержание слайда: На всем протяжении нервного волокна ПД имеют одинаковую амплитуду, но появляются с задержкой, которая пропорциональна расстоянию от места нанесения стимула.
Например, в двигательном нерве ПД регистрируется на участке, расположенном от места раздражения на расстоянии 1 м, через 10 мс; отсюда следует, что скорость распространения возбуждения по нерву равна 100 м/с.
№4 слайд
Содержание слайда: Распространение возбуждения по нерву складывается из двух последовательных процессов:
1) распространения ЭМП с затуханием (декрементом);
2) ретрансляции ПД.
№5 слайд
Содержание слайда: Пусть в некоторой точке нервного волокна (аксона) развился и достиг пика ПД, т.е. произошла деполяризация мембраны.
В месте возникновения ПД потенциал внутренней стороны мембраны положителен, а потенциал наружной стороны мембраны отрицателен.
№6 слайд
Содержание слайда: И в цитоплазме, и в окружающей мембрану межклеточной жидкости возникают ионные токи (локальные токи): между участками поверхности мембраны с большим потенциалом (положительно заряженными) и участками поверхности мембраны с меньшим потенциалом (отрицательно заряженными).
№7 слайд
Содержание слайда:
№8 слайд
Содержание слайда: За счет этих токов потенциал внутренней поверхности соседних невозбужденных участков мембраны повышается (становится более положительным), потенциал наружной поверхности невозбужденных участков понижается (становится более отрицательным).
№9 слайд
Содержание слайда: Трансмембранная разность потенциалов уменьшается по абсолютной величине, невозбужденные участки мембраны деполяризуются.
№10 слайд
Содержание слайда: По мере удаления от точки возникновения ПД изменения трансмембранной разности потенциалов убывают по экспоненциальному закону (распространение с затуханием или декрементом).
№11 слайд
Содержание слайда: В тех точках мембраны, где сдвиг трансмембранной разности потенциалов оказывается выше КМП, открываются натриевые каналы и происходит развитие новых ПД (ретрансляция потенциала действия).
№12 слайд
Содержание слайда: Таким образом, возникающий на возбудимой мембране ПД является надпороговым стимулом для определенного участка мембраны.
№13 слайд
Содержание слайда: Поскольку распространение ЭМП происходит со скоростью света в среде, пассивные сдвиги трансмембранной разности потенциалов происходят быстро, и скорость распространения возбуждения по мембране зависит от величины участка, одновременно охваченного возбуждением.
№14 слайд
Содержание слайда: Величина деполяризующего потенциала зависит от расстояния от возбужденного участка мембраны следующим образом:
Ux = U0.e-x/λ
№15 слайд
Содержание слайда: где Ux – величина деполяризующего потенциала в точке "х";
U0 – изменение мембранного потенциала в точке возбуждения;
х – расстояние от места возникновения возбуждения;
λ – постоянная длины мембраны (равная расстоянию, на котором деполяризующий потенциал уменьшается в "е" раз).
№16 слайд
Содержание слайда: Постоянная длины определяется следующими параметрами нервного волокна:
№17 слайд
Содержание слайда: где rm – удельное электрическое сопротивление оболочки волокна;
δ – толщина оболочки;
а – радиус волокна;
ri – удельное сопротивление цитоплазмы.
№18 слайд
Содержание слайда: Чем больше константа длины мембраны, тем меньше затухание и выше скорость распространения нервного импульса.
Величина λ тем больше, чем больше радиус аксона и удельное сопротивление мембраны и чем меньше удельное сопротивление цитоплазмы.
№19 слайд
Содержание слайда: Большую скорость распространения нервного импульса по аксону кальмара обеспечивает их гигантский по сравнению с аксонами позвоночных диаметр, равный 1-2 мм (λ ~ 2,5 мм).
№20 слайд
Содержание слайда: Такой способ повышения скорости распространения возбуждения посредством утолщения нервных волокон пригоден для животных, у которых мало быстропроводящих коммуникаций.
№21 слайд
Содержание слайда: У позвоночных животных, которые имеют нервы с большим количеством проводящих волокон, возможности их утолщения ограничены размерами животного.
Большая скорость передачи возбуждения в нервных волокнах достигается другими способами.
Аксоны позвоночных снабжены миелиновой оболочкой.
№22 слайд
Содержание слайда:
№23 слайд
Содержание слайда:
№24 слайд
Содержание слайда: Миелиновая оболочка образуется в процессе наматывания на аксон окружающих его шванновских клеток.
Оболочка представляет собой многомембранную систему, включающую несколько десятков элементарных клеточных мембран, прилегающих друг к другу.
№25 слайд
Содержание слайда: Диффузия ионов через миелиновую оболочку невозможна.
Поэтому в мякотном волокне генерация ПД возможна только там, где миелиновая оболочка отсутствует (в перехватах Ранвье или активных узлах).
В среднем расстояние между перехватами Ранвье составляет около 1 мм.
№26 слайд
Содержание слайда: Мембрана перехвата Ранвье специализирована для генерации возбуждения: плотность натриевых потенциалзависимых каналов здесь примерно в 100 раз выше, чем в немиелинизированных нервных волокнах.
№27 слайд
Содержание слайда: От перехвата к перехвату возбуждение распространяется за счет декрементного распространения ЭМП.
№28 слайд
Содержание слайда:
№29 слайд
Содержание слайда: При этом постоянная длины (λ) для этих волокон больше (так как увеличиваются сопротивление мембраны и ее толщина).
Высокое значение постоянной длины обеспечивает высокую скорость распространения возбуждения по мякотным волокнам (до 140 м/с).
№30 слайд
Содержание слайда: Ретрансляция ПД обычно происходит на 2-3 соседних перехватах Ранвье.
Более частое, чем необходимо для обеспечения нормального распространения возбуждения, расположение активных узлов служит повышению надежности нервных коммуникаций в организме.
№31 слайд
Содержание слайда: Поскольку ретрансляция ПД происходит только в перехватах Ранвье, то возбуждение как бы "перепрыгивает" через миелинизированные участки мембраны; такой тип проведения возбуждения получил название сальтаторного (saltus (лат.) = скачок).
№32 слайд
Содержание слайда: Миелинизация обеспечивает повышение скорости проведения при существенной экономии энергетических ресурсов.
Потребление кислорода такими волокнами в 200 раз меньше, чем при непрерывном распространении нервных импульсов по безмякотным аксонам
№33 слайд
Содержание слайда: 2. Синаптическая передача.
Функциональный межклеточный контакт, обеспечивающий переход возбуждения с одной клетки на другую, получил название сИнапса (от греч. глагола "синапто" – смыкать).
№34 слайд
Содержание слайда: Существует два принципиально различных типа синапсов – электрические и химические.
№35 слайд
Содержание слайда: Электрическая синаптическая передача возможна только при очень тесном соприкосновении взаимодействующих клеток – при расстоянии между ними не более 10-20 нанометров (часто 2-4 нм).
№36 слайд
Содержание слайда: В этом случае развитие ПД на мембране одной клетки приводит за счет возникновения локальных токов к деполяризации мембраны другой клетки, которая может оказаться выше порога генерирования ПД.
№37 слайд
Содержание слайда:
№38 слайд
Содержание слайда: Большое значение для осуществления электрической передачи нервного импульса имеет существование в области синапса особых межклеточных контактов – щелевых контактов (нексусов).
При этом в каждой из двух соседних мембран находятся регулярно расположенные коннексоны (канальные белки с большим диаметром канала и, соответственно, высокой проводимостью для ионов, и даже более крупных молекул с молекулярной массой до 1000).
№39 слайд
Содержание слайда:
№40 слайд
Содержание слайда: Такие контакты обычны для ЦНС, миокарда и гладкой мускулатуры, где связанные щелевыми контактами клетки образуют функциональный синцитий (возбуждение переходит от одной клетки к другой очень быстро и без заметного снижения амплитуды потенциала действия на границе).
№41 слайд
Содержание слайда: Щелевые контакты регулируемы, они могут закрываться при снижении рН или повышении концентрации Са2+ (повреждение клеток или глубокие нарушения обмена).
За счет такого механизма пораженные места изолируются от остальной части синцития, и распространение патологии ограничивается (инфаркт миокарда).
№42 слайд
Содержание слайда: Химическая синаптическая передача осуществляется с помощью химических веществ-посредников (медиаторов).
В этом случае расстояние между взаимодействующими клетками в области контакта (ширина синаптической щели) больше.
№43 слайд
Содержание слайда: Электрическое поле затухает в пределах синаптической щели и не может деполяризовать постсинаптическую мембрану.
Отсюда возникает необходимость химического посредника.
№44 слайд
Содержание слайда:
№45 слайд
Содержание слайда: Деполяризация пресинапса приводит к изменению проницаемости пресинаптической мембраны для медиатора, медиатор выбрасывается в синаптическую щель, диффундирует через нее и взаимодействует с белками-рецепторами постсинаптической мембраны.
№46 слайд
Содержание слайда: Изменение конформации белков-рецепторов при образовании комплекса "рецептор-медиатор" приводит к открытию на мембране специфических химиочувствительных ионных каналов, протекающие через которые ионные токи изменяют мембранный потенциал на мембране.
№47 слайд
Содержание слайда: В зависимости от направления изменения трансмембранного потенциала химические синапсы могут быть возбуждающими (деполяризация постсинаптической мембраны) или тормозными (гиперполяризация постсинаптической мембраны).
№48 слайд
Содержание слайда: В случае возникновения ВПСП (возбуждающего постсинаптического потенциала) он с затуханием (декрементом) распространяется по постсинаптической мембране и может вызвать возникновение ПД на возбудимых участках мембраны принимающей сигнал клетки, если он превышает пороговый уровень.
№49 слайд
Содержание слайда: 3. Особенности биоэлектрогенеза мышечных волокон миокарда сердца.
Сердце выполняет в кровеносной системе роль четырехкамерного насоса, обеспечивающего движение крови по сосудам.
Оно представляет собой полый мышечный орган, состоящий из четырех отделов – двух предсердий и двух желудочков.
№50 слайд
Содержание слайда: Ритмические сокращения сердца возникают под действием импульсов (ПД), зарождающихся в нем самом.
Если изолированное сердце поместить в соответствующие условия, то оно будет продолжать биться с постоянной частотой. Это свойство называется автоматизмом.
№51 слайд
Содержание слайда: Функциональным элементом сердца служит мышечное волокно – цепочка из клеток миокарда, соединенных "конец в конец" и заключенных в общую саркоплазматическую оболочку (основную мембрану).
№52 слайд
Содержание слайда: В зависимости от морфологических и функциональных особенностей различают два типа волокон миокарда:
№53 слайд
Содержание слайда: 1) волокна рабочего миокарда предсердий и желудочков, составляющие его основную массу и обеспечивающие нагнетательную функцию (типичные миокардиальные волокна = ТМВ);
№54 слайд
Содержание слайда: 2) волокна водителя ритма (пейсмекера) и проводящей системы (атипичные мышечные волокна), отвечающие за генерацию возбуждения и проведение его к клеткам рабочего миокарда.
№55 слайд
Содержание слайда: Миокард (сердечная мышца), подобно нервным тканям и скелетным мышцам, принадлежит к возбудимым тканям.
Это значит, что клетки миокарда обладают потенциалом покоя (ПП), отвечают на надпороговые стимулы генерацией потенциала действия (ПД) и способны проводить ПД без затухания (бездекрементно).
№56 слайд
Содержание слайда: Межклеточные соединения (щелевые контакты) способствуют проведению возбуждения и обеспечивают функционирование миокарда как функционального синцития (т.е. возбуждение, возникшее в каком-либо из отделов сердца, охватывает все без исключения невозбужденные волокна).
№57 слайд
Содержание слайда: Как и в нервных клетках и волокнах скелетных мышц, ПД в типичных миокардиальных волокнах возникает в ответ на стимул (переданный с АТМВ ПД) и начинается с быстрой реверсии мембранного потенциала от ПП (примерно - 90 мВ) до потенциала инверсии (примерно + 30 мВ).
№58 слайд
Содержание слайда: За этой фазой быстрой деполяризации (продолжительность – 1-2 мс) следует более длительная фаза плато – специфическая особенность клеток миокарда, затем наступает фаза реполяризации, по окончании которой восстанавливается ПП.
№59 слайд
Содержание слайда: Длительность ПД кардиомиоцитов составляет 200-400 мс, т.е. более чем в 100 раз превышает соответствующую величину для скелетных мышц и нервных волокон.
№60 слайд
Содержание слайда:
№61 слайд
Содержание слайда: ПП близок к К+-равновесному потенциалу; деполяризация обусловлена лавинообразно нарастающим Na+-током (однако, этот Na-ток быстро инактивируется); фаза плато обусловлена входящим Са2+-током (медленный входящий ток) + снижение проводимости для К+, возникающее при деполяризации и уменьшающее реполяризацию; реполяризация обусловлена выходящим К+-током и снижением проводимости для иона Са2+.
№62 слайд
Содержание слайда: Специфическая форма ПД ТМВ имеет большое функциональное значение, так как определенным фазам ПД соответствует определенные изменения возбудимости мембраны (фазы рефрактерности),
№63 слайд
Содержание слайда: Во время длительной деполяризации мембраны (плато) Na+-каналы инактивируются, и ТМВ находится в состоянии абсолютной рефрактерности.
Восстановление активности натриевых каналов происходит только после снижения МП до уровня, примерно равного – 40 мВ.
№64 слайд
Содержание слайда: Длительный рефрактерный период предохраняет сердце от слишком быстрого повторного возбуждения и повторного сокращения.
Такое возбуждение, возникшее до расслабления мышечного волокна, могло бы привести к нарушению нагнетательной функции сердца (тетанус миокарда).
№65 слайд
Содержание слайда: ПД атипичных мышечных волокон – отличается отсутствием устойчивого уровня ПП.
Эти клетки спонтанно деполяризуются до критического уровня.
Фазы ПД – медленная диастолическая деполяризация до КМП; быстрая ДП; более или менее выраженная фаза плато; быстрая реполяризация.
№66 слайд
Содержание слайда:
№67 слайд
Содержание слайда: 4. Проводящая система сердца. Распространение возбуждения по миокарду.
АТМВ миокарда образуют так называемую проводящую систему.
Она представляет собой совокупность узлов и пучков атипичной мышечной ткани, функцией которой является генерация ПД, служащих стимулами для ТМВ, то есть задание определенного ритма сердечных сокращений.
№68 слайд
Содержание слайда: Строение проводящей системы обеспечивает строго согласованное и последовательное возбуждение и сокращение различных отделов сердца.
№69 слайд
Содержание слайда:
№70 слайд
Содержание слайда: В норме водителем ритма является синоатриальный узел, расположенный в стенке правого предсердия в месте впадения в него верхней полой вены.
Частота разрядов СА в покое составляет около 70 1/мин.
От этого узла возбуждение вначале распространяется по рабочему миокарду предсердий (со скоростью порядка 1 м/с).
№71 слайд
Содержание слайда:
№72 слайд
Содержание слайда: Единственный путь, по которому возбуждение может пройти к желудочкам, образует атриовентрикулярный узел (АВ), лежащий в предсердно-желудочковой перегородке (остальная часть атриовентрикулярного соединения образована невозбудимой соединительной тканью).
В АВ узле скорость проведения значительно падает (в 20-50 раз; 0,02-0,05 м/с) за счет снижения диаметра волокон АВ-узла и поперечного их расположения
№73 слайд
Содержание слайда: Это приводит к тому, что возбуждение "задерживается" в АВ-узле (АВ-задержка необходима для полного перехода крови из предсердий в желудочки во время сокращения предсердий).
№74 слайд
Содержание слайда: Далее возбуждение распространяется по пучку Гиса, ножкам пучка Гиса и волокнам Пуркинье к верхушке сердца со все возрастающей (до 4-5 м/с) скоростью (увеличение диаметра АТМВ), а затем переходит на рабочие волокна миокарда, по которым распространяется в обратном направлении – от верхушки сердца к основанию.
За волной возбуждения следует сокращение ТМВ миокарда.
№75 слайд
Содержание слайда: 5. Электрокардиография. Электрокардиограмма. Интегральный электрический вектор сердца.
Сложный характер распространения возбуждения по сердцу отображается в электрокардиограмме (ЭКГ), по форме которой можно судить о возбудимости и проводимости различных отделов сердца (но не о сократимости волокон миокарда!)
№76 слайд
Содержание слайда: Если рассмотреть отдельное миокардиальное волокно, то в покое его наружная поверхность имеет положительный, а внутренняя – отрицательный потенциал.
При возбуждении (ПД) возбужденный участок мембраны меняет свою полярность (т.е. снаружи – «-», а внутри «+»).
№77 слайд
Содержание слайда: Возбужденное волокно можно рассматривать как диполь, обладающий определенным дипольным моментом.
Векторная сумма дипольных моментов всех волокон миокарда называется интегральным электрическим вектором сердца (ИЭВС).
№78 слайд
Содержание слайда: Этот вектор в каждый момент времени направлен от наиболее возбужденного (электроотрицательного) к наименее возбужденному (электроположительному) участку сердца, и величина и направление его в ходе сердечного цикла многократно меняются.
№79 слайд
Содержание слайда: Как известно, движущиеся заряды создают вокруг себя переменное электрическое поле, которое распространяется в пространстве.
Поэтому работающее сердце также является источником электрического поля, которое можно зарегистрировать на поверхности тела.
№80 слайд
Содержание слайда: Для этого на различные точки поверхности тела накладывают отводящие электроды и регистрируют разность потенциалов между ними.
Регистрирующий прибор (электрокардиограф) по сути представляет собой усилитель переменного тока и регистрирующее устройство (самописец).
№81 слайд
Содержание слайда:
№82 слайд
Содержание слайда: Кривая, отображающая зависимость этой разности потенциалов от времени, называется электрокардиограммой.
Она представляет собой периодическое
(Т = 1/ЧСС) колебание сложной формы.
№83 слайд
Содержание слайда:
№84 слайд
Содержание слайда: Величина разности потенциалов, регистрируемой между двумя электродами, находящимися на поверхности тела человека будет зависеть от величины интегрального электрического вектора и угла между направлением этого вектора и осью отведения (проведенной между этими электродами).
Таким образом, ЭКГ представляет собой динамику во времени проекции ИЭВС на ось отведения.
№85 слайд
Содержание слайда: Виллем Эйнтховен (1860-1927), Нобелевский лауреат 1924 г.
№86 слайд
Содержание слайда:
№87 слайд
Содержание слайда:
№88 слайд
Содержание слайда:
Скачать все slide презентации Лекция 14. Распространение возбуждения по возбудимым мембранам. Биофизические основы электрокардиографии одним архивом:
