Теорія біопотенціалів. Методи реєстрації біопотенціалів

Міністерство освіти і науки , молоді та спорту України

Святецька загально освітня школа I-III ступенів

Реферат на тему:

« Біопотенціали людини»

Виконала:

учениця 9 - го класу

Святецької ЗОШ I-III ступенів

Романюк Анастасія

Прийняла :

вчитель фізики

Святецької ЗОШ I-III ступенів

Павлюк Я.В

2015 р .

Зміст

Вступ

1. Теорія біопотенціалів. Методи реєстрації біопотенціалів

2. Ендокринна функція підшлункової залози. Інсулін і його роль в обміні вуглеводів, білків і жирів. Цукровий діабет

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Біопотенціал- узагальнена характеристика взаємодії зарядів, що знаходяться в досліджуваній живої тканини, наприклад, в різних областях мозку, в клітинах та ін структурах.

вимірюється не абсолютний потенціал, а різниця потенціалів між двома точками тканини, відображає її біоелектричну активність, характер метаболічних процесів. Біопотенціал використовують для отримання інформації про стан і функціонування різних органів.

Інсулін був вперше виділений з підшлункової залози в Канаді в 1921 м. Ф. Бантінгом і Ч. Бестом, співробітниками Дж. Маклеода. Визнанням їх роботи з'явилася Нобелівська премія з фізіології і медицині, присуджена Бантінгу і Маклеоду в 1923 р.

Інсулін, білковий гормон, що виробляється підшлунковою залозою і регулює рівень цукру (глюкози) у крові; препарати інсуліну застосовуються для лікування цукрового діабету. Гормон синтезується в бета-клітинах, які входять в окремі гормон-секретирующие групи клітин підшлункової залози, звані острівцями Лангерганса. Слово «інсулін» (від лат. Insula - острів) вказує на походження гормону.

Цукровий діабет - захворювання, обумовлене абсолютною або відносною недостатністю інсуліну і характеризується грубим порушенням

обміну вуглеводів з, а також іншими порушеннями обміну речовин.

Теорія біопотенціалів. Методи реєстрації біопотенціалів

Біоелектричні явища в тканинах - це різниця потенціалів, яка виникає в тканинах у процесі нормальної життєдіяльності. Ці явища можна реєструвати, використовуючи трансмембранний спосіб реєстрації. При цьому один електрод розташовується на зовнішньої поверхні клітини, інший - на внутрішній.

При такому способі реєструються:

- потенціал спокою або мембранний потенціал;

- потенціал дії.

Загально прийнятою теорією виникнення біопотенціалів є мембранно-іонна теорія. Згідно їй причина виникнення різниці потенціалів - нерівномірний розподіл іонів по обидві сторони клітинної мембрани (в системі цитоплазма – навколишнє середовище). Автори цієї теорії: В. Ю. Чаговець - 1896 р., Бернштейн 1902-1903 рр.., Ходжкін, Хакслі, Кац.

Існує мембранно-іонна теорія біопотенціала. Особливості будови і властивості мембрани пояснюють нерівномірний розподіл іонів. Клітинна мембрана - зовнішня поверхня збудливої клітини, яка є носієм подвійного електричного заряду. Будова клітинної мембрани описано в 1935 р. Доусоном. Товщина мембрани 7-10 нм. Клітинна мембрана складається з 3-х шарів: подвійний шар фосфоліпідів і шар білків (всередині).

Шар фосфоліпідів є переривчастим, білки клітинної мембрани рухливі і вільно плавають у ліпідному гелі. Ці білкові молекули по-різному занурені в мембрану. Але завжди зберігають контакт з навколишнім середовищем за допомогою полярної групи. На внутрішній поверхні мембрани білків більше, ніж на зовнішній.

Функції білків клітинної мембрани:

- структурна;

- рецепторна: у білків зовнішньої поверхні клітини є активний центр, який має спорідненості до різних речовин (гормонів, біологічно активним речовинам і т. д.);

- ферментативна активується під впливом різних факторів;

- транспортна - повністю занурені у ліпідний гель, білки утворюють канали, через які проходять різні речовини.

Виявлені канали для всіх потенціалів утворюють іонів: К +, Na +, Са2 +, Cl-. Канали можуть бути відкриті або закриті завдяки воротам.

Існують 2 виду воріт:

- активаційні (в глибині каналу);

- івактиаційні (на поверхні каналу).

Ворота можуть знаходитися в одному з 3-х станів:

- відкритий стан (відкриті обидва види воріт);

- закритий стан (закриті активаційні ворота);

- івактиоціонний стан (закриті інактіваціонние ворота).

Існують 2 виду клітинних каналів в залежності від причини їх відкриття:

- потенціалозалежні - відкриваються при зміні різниці потенціалів;

- потенціалонезалежні (гормонорегулюючі, рецепторегулюючі) - відкриваються при взаємодії рецепторів з речовинами.

Методи реєстрації біопотенціалів

Електроенцефалографія (ЕЕГ) - метод реєстрації електричної активності (біопотенціалів) головного мозку. Різниця потенціалів, що виникає в тканинах мозку, дуже мала (не більше 100 мкВ), і тому може бути зареєстрована та виміряна лише за допомогою спеціальної електронно-підсилювальної апаратури - електроенцефалографії.

Електроенцефларогічні дослідження, що проводяться на сучасних багатоканальних електроенцефалографіях, дозволяють записувати одночасно

біоструми, одержувані від багатьох відділів головного мозку. Виявлені порушенням електричної активності мозку носять різний характер при тих чи інших патологічних станах і нерідко допомагають при діагностиці епілепсії, пухлинного, судинного, інфекційного та інших патологічних процесів у головному мозку. Застосування електроенцефалографії допомагає визначити локалізацію патологічного вогнища, а нерідко і характер захворювання.

У ЕЕГ здорової дорослої людини, що знаходиться в стані неспання розрізняють два види ритмічних коливань потенціалу – альфа і бета-активність. Крім того, розрізняють тета і дельта - активність, гострі хвилі і піки, пароксизмальні розряди гострих і повільних хвиль.

Ознаками патології на ЕЕГ спокою вважаються такі зміни:

- десинхронізація активності по всіх областях мозку, зникнення або значне зменшення альфа-ритму і переважання бета-активності високої частоти і низької амплітуди;

- гіперсинхронізаціі активності, що виявляється домінуванням регулярних альфа-, бета-, тета-ритмів надмірно високої амплітуди;

- порушення регулярності коливань біопотенціалів, що виявляється наявністю альфа , бета і тета-ритмів, неоднакових за тривалістю і амплітудою, не формують регулярний ритм;

- поява особливих форм коливань потенціалів високої амплітуди - тета-і дельта-хвиль, піків і гострих хвиль, пароксизмальних розрядів зазвичай на середині або між верхній і середньою третиною катакротіческой фази РЕГ.

Реовазографія - метод вивчення судинної системи з використанням високочастотного змінного струму для визначення опірності ділянок тіла. У момент припливу крові опір збільшується і реєструється крива, що збігається записом пульсу, але відрізняється від останньої форми. В неврологічній практиці часто виробляють графию кінцівок (при радикуліті, невриті, невралгії, поліневриті і т. д.).

Ехоенцефалографія є важливим методом діагностики об'ємних процесів головного мозку і заснований на принципі ультразвукової локації - спрямовані в мозок короткі ультразвукові імпульси відбиваються від його внутрішніх структур і реєструються.

Ехоенцефалограмму отримують за допомогою ехоенцефалографія, забезпеченого спеціальним п'єзоелектричним датчиком, працюючим в подвійному режимі - випромінювача і приймача ультразвукових імпульсів, що реєструються після повернення на екрані осцилографа.

Хвилі ультразвуку, поширюючись, можуть відбиватися, поглинатися і проходити через різні середовища.У діагностиці використовуються наступні властивості ультразвукових коливань:

- ультразвукові коливання поширюються з різною швидкістю в залежності від фізичних властивостей середовищ;

- ультразвук, проходячи через досліджуваний об'єкт, частково відбивається на межі розділу середовищ;

- сигнал може бути зареєстрований в тому випадку, якщо відбиває поверхня утворює з напрямками ультразвукового променя кут, близький до прямого. Практичне значення в діагносгіке об'ємних утворень порожнини черепа (пухлина, абсцес, гематома, кіста) має сигнал (М-ехо), відбитий від серединно розташованих структур (III шлуночок, епіфіз, прозора перегородка, серп великого мозку). У нормі М-ехо розташоване по середній лінії, відхилення його більш ніж на 2 мл вказує на патологію. Електроміографія - це метод реєстрації коливань біопотенціалів м'язів для оцінки стану м'язів і нейродвігательного апарату в спокої, при активному розслабленні, а також при рефлекторних і довільних рухах. За допомогою електрома-графії можна виявити, чи пов'язано зміна електричної активності з ураженням мотонейрона або синаптичних і надсег-ментарной структур. Електроміографічні дані широко використовуються для уточнення топічного діагнозу і об'єктивізації патологічних або відновних процесів. Висока чутливість цього методу, що дозволяє виявляти субклінічні ураження нервової системи, робить його особливо цінним.В період функціональної активності нервів і м'язів виникають надзвичайно слабкі (від мільйонних до тисячних часток вольта), швидкі (тисячні частки секунди) і часті коливання електричного потенціалу.

Електроміографія широко застосовується не тільки в неврологічній практиці, але і при вивченні ураження інших систем, коли виникають вдруге обумовлені порушення рухової функції (серцево-судинні, обмінні, ендокринні захворювання).

2. Ендокринна функція підшлункової залози.

Інсулін і його роль в обміні вуглеводів, білків та жирів. Цукровий діабет.Ендокринна функція підшлункової залози людини (лат. pгуncreas) - орган травної системи; крупна заліза, що володіє зовнішньо секреторною і внутрішньо секретарною функціями. внутрішньо секретарна функція органу реалізується виділенням панкреатичного соку, що містить травні ферменти. Виробляючи гормони, підшлункова залоза бере важливу участь у регуляції вуглеводного, жирового і білкового обміну. Підшлункова залоза є головним джерелом ферментів для переварювання жирів, білків і вуглеводів - головним чином, трипсину і хімотрипсину, панкреатичної лілази і амілази. Основний панкреатичний секрет протокових клітин містить і іони бікарбонату, що беруть участь в нейтралізації кислого шлункового хімусу. Секрет підшлункової залози накопичується в міжчасточкових протоках, які зливаються з головним вивідним протоком, що відкривається в дванадця-типалу кишку. Між часточками вкраплені численні групи клітин, не мають вивідних проток.. Острівці Лангерганса- острівкові клітини функціонують як залози внутрішньої секреції (ендокринні залози), виділяючи безпосередньо в кровотік глюкагон і інсулін - гормони, регулюючі метаболізм вуглеводів. Ці гормони володіють протилежною дією: глюкагон підвищує, а інсулін знижує рівень глюкози в крові.

Протеолітичні ферменти секретуються в просвіт ацинуса у вигляді зимогенів (проферменту, неактивних форм ферментів) - трипсиногена і хімотріпсиногена. При вивільненні в кишку вони піддаються дії ентерокінази, присутньої в пристінкову слизу, яка активує трипсиноген, перетворюючи його в трипсин. Вільний трипсин далі розщеплює решті трипсиногену і хімотрипсиногену до їх активних форм. Освіта ферментів в неактивній формі є важливим чинником, перешкоджає ензимним пошкодженням підшлункової залози, часто спостережуваному при панкреатитах. Гормональна регуляція екзокринної функції підшлункової залози забезпечується гастрином та гормонами, що продукуються клітинами шлунка і дванадцятипалої кишки у відповідь на розтягнення а також секрецію панкреатичного соку. Пошкодження підшлункової залози представляє серйозну небезпеку. Функція підшлункової залози вимагає особливої обережності при виконанні.Підшлункова залоза має сірувато-рожевий відтінок і розташована в черевній порожнині позаду шлунка, тісно примикаючи до дванадцятипалої кишки. Орган залягає у верхньому відділі на задній стінці порожнини живота в заочеревинному просторі, розташовуючись поперечно на рівні тел I-II поперекових хребців . Підшлункова залоза включає екзокринну та ендокринну частини. Ендокринна частина підшлункової залози утворена лежачими між ацинусів острівцями, або острівцями Лангерганса.Острівці складаються з клітин - інсулоцітов, серед яких на підставі наявності у них різних за фізико-хімічними та морфологічними властивостями гранул виділяють 5 основних видів:

- бета-клітини, синтезують інсулін;

- альфа-клітини, продукують глюкагон;

- дельта-клітини, утворюють соматостатин;

- D1-клітини, виділяють ВІП;

- PP-клітини, виробляють панкреатичний поліпептид.

Крім того, методами іммуноцитохіміі та електронної мікроскопії було показано наявність в острівцях незначної кількості клітин, що містять гастрин, тіроліберін і соматоліберін.Острівці являють собою компактні пронизані густою мережею фенестрірованного капілярів скупчення впорядкованих в грона або тяжі клітин. Клітини шарами оточують капіляри острівців, перебуваючи в тісному контакті з судинами; більшість ендокріноцітов контактують з судинами , або приєднуючись до них безпосередньо.Інсулін і його роль в обміні вуглеводів, білків і жирів.Інсулін (від лат. insula - острів) - Гормон пептидної природи, утворюється в бета-клітинах острівців Лангерганса підшлункової залози.Інсулін робить багатогранний вплив на обмін практично у всіх тканинах. Основна дія інсуліну полягає в зниженні концентрації глюкози в крові.Інсулін збільшує проникність плазматичних мембран для глюкози, активує ключові ферменти гліколізу, стимулює утворення в печінці і м'язах з глюкози глікогену, підсилює синтез жирів і білків. Крім того, інсулін пригнічує активність ферментів, що розщеплюють глікоген і жири. Тобто, крім анаболічну дії, інсулін володіє також і антикатаболічним ефектом.Порушення секреції інсуліну внаслідок деструкції бета-клітин - абсолютна недостатність інсуліну - є ключовою ланкою патогенезу цукрового діабету 1-го типу. Порушення дії інсуліну на тканини - відносна інсулінова недостатність - має важливе місце у розвитку цукрового діабету 2-го типу.Головним стимулом до синтезу і виділення інсуліну служить підвищення концентрації глюкози в крові.Синтез і виділення інсуліну являють собою складний процес, що включає кілька етапів. Спочатку утворюється неактивний попередник гормону, який після ряду хімічних перетворень в процесі дозрівання перетворюється в активну форму.Так чи інакше, інсулін зачіпає всі види обміну речовин у всьому організмі. Однак в першу чергу дія інсуліну стосується саме обміну вуглеводів. Основне вплив інсуліну на вуглеводний обмін пов'язано з посиленням транспорту глюкози через клітинні мембрани. Активація інсулінового рецептора запускає внутрішньоклітинний механізм, який безпосередньо впливає на надходження глюкози в клітину шляхом регуляції кількості та роботи мембранних білків, що переносять глюкозу в клітину.Найбільшою ступеня від інсуліну залежить транспорт глюкози в двох типах тканин: м'язова тканину (міоцити) і жирова тканина (адипоцитах) - це т. зв. інсулінозалежні ткани

Цукровий діабет

З медичної точки зору цукровий діабет характеризується гипергликемической глюкозурією, тобто присутністю глюкози в сечі на фоні підвищеного її рівня в крові. Хвороба отримала свою назву від грецького diabetes.визначення В«цукровий» підкреслює відмінність цієї хвороби від нецукрового діабету - рідкісного захворювання, не пов'язаного з порушенням метаболізму глюкози.

Нецукровий діабет є наслідком часткової або повної нездатності гіпофіза секретувати антидіуретичний (знижуючий сечовиділення) гормон, що призводить до виділення великої кількості сильно розведеною сечі.

При цукровому діабеті крім підвищеного рівня цукру в крові і його появи в сечі спостерігаються і інші порушення обміну речовин. Погіршується також використання організмом жирів і білків. Все це пов'язано з дефіцитом гормону інсуліну або недостатньою чутливістю тканин до нього. Інсулін виробляється в підшлунковій залозі спеціальними клітинами, іменованими бета-клітинами. Вони розташовані в особливих клітинних скупченнях - острівцях Лангерганса. Інсулін впливає на специфічні молекулярні структури, рецептори, локалізовані на поверхні всіх клітин організму, і, активуючи їх, запускає процеси, забезпечують вхід глюкози (цукру) в клітини; він стимулює також внутрішньоклітинні механізми використання глюкози.

Якщо глюкоза не витрачається клітинами, то вона накопичується в крові і, досягаючи певного рівня (зазвичай близько 180 мг в 100 мл цільної крові), починає проходити через ниркові мембрани і надходить в сечу.

Симптоми. Підвищений рівень глюкози в крові та її виведення з сечею призводять до схуднення, надмірного мочеотделению, постійного відчуття сильної спраги і голоду.

Зниження ваги тіла спочатку обумовлено зневоднюванням, але потім організм починає компенсувати дефіцит калорій (втрачаються з сечею у вигляді глюкози) шляхом використання жирових запасів і тканинних білків (головним чином м'язових). Внаслідок прискореного розпаду жирів накопичуються кетонові тіла - кінцеві продукти метаболізму жирів. Оскільки до складу кетонових тіл входять смерть.

Висновки

Біоелектричні явища в тканинах - це різниця потенціалів, яка виникає в тканинах у процесі нормальної життєдіяльності. Ці явища можна реєструвати, використовуючи трансмембранний спосіб реєстрації. При цьому один електрод розташовується на зовнішньої поверхні клітини, інший - на внутрішній. Загальноприйнятою теорією виникнення біопотенціалів є мембранно-іонна теорія. Згідно їй причина виникнення різниці потенціалів - нерівномірний розподіл іонів по обидві сторони клітинної мембрани Електроенцефалографія (ЕЕГ) - метод реєстрації електричної активності (біопотенціалів) головного мозку. Різниця потенціалів, що виникає в тканинах мозку, дуже мала (не більше 100 мкВ), і тому може бути зареєстрована та виміряна лише за допомогою спеціальної електронно-підсилювальної апаратури - електроенцефалографії Реовазографія - метод вивчення судинної системи з використанням високочастотного змінного струму для визначення опірності ділянок тіла. У момент припливу крові опір збільшується і реєструється крива, що збігається зі сфигмограмме (записом пульсу), але відрізняється від останньої формою. В неврологічній практиці часто виробляють реовазо-графию кінцівок (при радикуліті, невриті, невралгії, поліневрити і т. д.) Хвороба отримала свою назву від грецького diabetes.визначення В«цукровий» підкреслює відмінність цієї хвороби від нецукрового діабету - рідкісного захворювання, не пов'язаного з порушенням метаболізму глюкози. На мою думку роль інсуліну в житті людини дуже важлива тому , що без інсуліну вміст глюкози в крові людини збільшуватимесь . Також без інсуліну не відбуватиметься обмін речовин більшості тканинах. Найчастіше цукровий діабет відбувається у людей з низьким вмістом інсулін

Поиск по сайту: