Электрическая активность органов

У высших многоклеточных животных имеются два основных вида эффекторных органов—железы и мышцы. В соответствии с этим различают два основных типа эффекторной активности — секрецию (выделение секрета железой) и мышечное сокращение. Кто-то даже сказал (не вполне справедливо), что единственное, на что способны животные, — это выпускать жидкости и сжимать мышцы Железы и мышцы действительно являются главными эффекторными органами большинства беспозвоночных и позвоночных однако такая упрощенная формулировка не позволяет увидеть огромного разнообразия эффекторных функций (см. табл. 18.2). Начнем с того, что железы подразделяются на два основных класса — эндокринные и экзо-кринные. В свою очередь в каждом из этих двух классов мы находим огромное множество различных специализированных видов желез. В табл. 18.2 перечислены для примера лишь некоторые из них. Точно так же и мышцы делятся на два основных типа — гладкие и поперечнополосатые, а те в свою очередь— на много различных видов. Наконец, есть и иные типы эффекторов, к которым относится, например, электрический ор- [c.7]

Для адекватного описания сложных электрических процессов в целых органах (сердце, мозге, крупных мышцах) применяют эквивалентные генераторы более сложной структуры, чем один токовый диполь. Их можно подразделить на две категории — дискретные и непрерывно распределенные. Дискретные эквивалентные генераторы обычно представляют собой совокупность точечных диполей, расположенных в определенных точках изучаемого органа таким образом, чгобы каждый диполь характеризовал электрическую активность соответствующего участка. К да скретным эквивалентным генераторам можно отнести также мультипольный генератор, который, однако, отличается тем, что его параметры (особенно компоненты высших порядков) не имеют прямой связи с конкретной структурой биоэлектрического процесса. Непрерывно распределенные эквивалентные генераторы — это сторонние токи, распределенные по объему, поверхности или линии. Формулировка таких эквивалентных генераторов направлена на возможно более точное описание реального биоэлектрического процесса с учетом его распределенной в пространстве структуры. Если рассматриваются поверхностные или линейные генераторы, то в зависимости от ориентации вектора стороннего тока по отношению, к поверхности или линии, на которой он распределен, получаются распределенные генераторы с разными свойствами (токовый двойной слой, поверхностный ток, нитевидный генератор и др.). Довольно подробные сведения о дискретных и непрерывно распределенных эквивалентных генераторах, используемых при исследовании сердца и мозга, содержатся, например, в [18, 20, 43]. Различные варианты генераторов распределенного типа, предназначенных главным образом для анализа биомагнитного поля, рассмотрены в [73, с. 278, с. 456 99, 101]. Заметим, что непрерьшно распределенный генератор описывается не обязательно детерминированными характеристиками. Это может быть непрерывное распределение дипольных источников со случайными дипольными моментами, описываемое статистическими характеристиками [20, 99]. [c.264]

Поэтому для оценки функционального состояния органа по его электрической активности используется принцип эквивалентного генератора. Он состоит в том, что изучаемый орган, состоящий из множества клеток, возбуждающихся в различные моменты времени, представляется моделью единого эквивалентного генератора. Считается, что этот эквивалентный генератор находится внутри организма и создает на поверхности тела электрическое поле, которое изменяется в соответствии с изменением электрической активности изучаемого органа. [c.113]

Биофизические тесты основаны на количественной оценке таких показателей, как биологическое свечение и электрическая активность органов и тканей. [c.29]

Электрическую активность органов и тканей гидробионтов, а также ее изменения под влиянием токсикантов учитывают с помощью электродов — накладных и вводимых внутрь соответствующих органов. Применение таких тестов тормозится слабой разработанностью электрофизиологии водных животных. [c.29]

При переходе от клеточного уровня на органный (следующий уровень организации живых систем) возникает задача описания распределения электрических потенциалов на поверхности этого органа в результате последовательного возбуждения отдельных его клеток. В процессе жизнедеятельности состояние органа, а следовательно, и его электрическая активность меняются с течением времени. Это вызвано прежде всего распространением волн возбуждения по нервным и мышечным волокнам. В исследовательских целях можно измерять разность потенциалов непосредственно на поверхности или на внутренних структурах изучаемого органа (сердца, мозга и др.). Однако в клинической практике такое прямое измерение раз- [c.112]

ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОРГАНОВ [c.112]

Почти во всех существующих моделях электрическую активность органов и тканей сводят к действию определенной совокупности тюковых электрических генераторов, находящихся в объемной электропроводящей среде. Эквивалентная схема токового генератора в проводящей среде представлена на рис. 65. Токовый генератор имеет высокое внутреннее сопротивление Я, во много раз превосходящее сопротивление внешней нагрузки (среды) / о. По закону Ома для полной электрической цепи / = / = = Е/(/ -Ь / о) где / и /о — сила тока в генераторе и суммарного тока в среде Е — э. д. с. генератора. Поскольку [c.173]

Как было показано в главе 3, функционирование живых клеток сопровождается возникновением трансмембранных электрических потенциалов. Клетки, образуя целостный орган, формируют сложную картину его электрической активности. Она определяется как электрической активностью отдельных клеток, так и взаимодействием между ними, устройством самого органа, неоднородностью структуры этого органа, процессами регуляции в нем и целым рядом других причин. [c.112]

Электрическая активность в большой степени отражает функциональное состояние клеток, тканей и органов. Регистрация и анализ электрической активности позволяют проводить биофизические и медико-биологические исследования с целью изучения работы органов и проведения клинической диагностики. [c.112]

Активные и пассивные электрические свойства биологических объектов. Биоэлектрическое и биомагнитное поля являются результатом жизнедеятельности биологических тканей и органов, клетки которых обладают электрогенными мембранами. К таким тканям относятся прежде всего возбудимая мышечная и нервная ткань, к органам — сердце, мозг, органы чувств и другие, состоящие в основном их этих тканей [6, 16, 19, 31, 34, 46, 48]. Во всех этих случаях ткань представляет собой совокупность клеток, причем внутреннее пространство каждой клетки, заполненное внутриклеточным веществом, отделено от окружающей клетку среды (внеклеточной жидкости) мембраной, которая обладает особыми свойствами. А именно, она имеет разные проницаемости для ионов разных типов, обычно присутствующих и внутри клетки, и вне ее. При этом концентрации ионов во внутриклеточном веществе и во внеклеточной жидкости сильно различаются. Особенно это относится к ионам натрия, калия, хлора и органических анионов. Например, в стационарных условиях в мышцах и нервах млекопитающих концентрация ионов калия существенно (в десятки раз) выше внутри клетки, чем снаружи, а концентрация ионов натрия и хлора, наоборот, существенно выше снаружи. Под действием концентрационных градиентов (и отчасти под действием так называемых сил активного переноса) ионы движутся через мембрану, преодолевая ее сопротивление. Эти потоки ионов, возникающие под влиянием неэлектрических сил, образуют так называемые сторонние токи, которые при описании электрофизиологических процессов в терминах электродинамики являются первичным биоэлектрическим генератором, порождающим как биоэлектрическое, так и биомагнитное поле. [c.8]

Но сердце — не единственный источник биомагнитных сигналов. В других органах (например, мышцах, мозге) электрическая активность не так сильно скоррелирована, чтобы всему органу можно было приписать единый электрический или магнитный вектор. Более детальным модельным источником сигналов является токовый диполь, показанный на рис. 20 . Он представляет собой своего рода миниатюрную батарейку с близкорасположенными электродами, помещенную в проводящую среду. В точке расположения токового диполя течет сторонний ток с плотностью / а вне его — объемные токи с плотностью у. [c.90]

Для определения норм и учета расхода электроэнергии все электролинии, питающие данную установку, цех или производство, должны быть снабжены счетчиками расхода активной и реактивной электроэнергии. Экономия электроэнергии может считаться реальной только тогда, когда фактический расход электроэнергии на единицу производимой или перекачиваемой продукции ниже заданного (нормируемого). Контроль за режимом электропотребления, рациональным использованием электрической энергии и надзор за техническим состоянием электрохозяйства осуществляется представителями органов Государственного энергетического надзора. [c.230]

Теоретические исследования показывают возможность генерации излучений в диапазоне 10 —10 Гц за счет когерентных переходов в мембранных каналах между энергетическими уровнями, возникающими в электрическом поле мембранного потенциала. Ожидаемая мощность излучения 10 Вт/мг [40]. Также предполагается генерация электромагнитных волн частотой 10 1 Гц за счет эффекта Джозефсона у клеточных белков [70]. Несмотря на широкое н успешное применение методов регистрации биоэлектрической активности тканей и органов человека для прикладных задач медицины и биологии, механизмы генерации биопотенциалов и электромагнитных полей остаются пока до конца неясными. [c.41]

N3, К-АТФаза. Это — ферментная система, служащая созданию градиента Ыа+ и К+ путем выведения Ыа+ из клетки в среду и перемещения К+ из среды внутрь за счет энергии гидролиза АТФ. Ыа, К-АТФаза широко распространена у многих видов животных и во всех животных тканях, но активность фермента в разных органах Сильно варьирует. Наибольшая активность Ма, К-АТФазы обнаруживается в возбудимых и секреторных тканях мозге, электрическом органе, почках, солевых железах и др. [c.10]

Источники электромагнитных полей разные в различных диапазонах частот. Низкочастотные поля создаются главным образом при протекании физиологических процессов, сопровождающихся электрической активностью органов кишечником ( 1 мин), сердцем (характерное время процессов порядка 1 с), мозгом (-0,1 с), нервными волокнами (-10 мс). Спектр частот, соответствующих этим процессам, ограничен сверху значениями, не превосходящими -1кГц. [c.260]

В противоположность исследованиям электрической активности нервной системы исследования ее биохимии сначала развивались медленно. Техника была примитивна, и на протяжении большей части XIX века дело ограничивалось выявлением жиров, белков и углеводов в измельченных пробах ткани мозга. Решительный шаг вперед был сделан около 1900 г. школой английских физиологов во главе с Дж. Лэнгли (J. Langley), изучавших вегетативные нервы внутренних органов. Они обнаружили, что электрическая стимуляция этих нервов вызывает в организме характерные изменения (повышение частоты сокращений сердца, артериального давления) и что эти изменения можно имитировать инъекцией экстрактов надпочечника. В, 1905 г. Т. Эллиот (Т. Elliot) выдвинул предположение, что [c.203]

Электрическая активность клеток эпифиза у голубей также изменялась под влиянием полей, близких к геомагнитному (Semm et al., 1982), но латентный период реакщ1и в этом случае измерялся миллисекундами, т. е. был намного короче, чем у морской свинки. Остается пока неясным, на что именно реагируют клетки-на изменение наклонения или величины магнитного поля неизвестно также, сами ли клетки эпифиза воспринимают изменения поля или же их реакция чем-то опосредована. Авторы работы полагают, что описанный эффект вполне может быть непрямьпу , особенно в виду того, что эпифиз обильно иннервирован симпатическими волокнами из верхних шейных ганглиев, а симпатическая нервная система может реагировать на магнитные стимулы. Кроме того, отсутствие сколько-нибудь заметных количеств железа в эпифизе снижает вероятность того, что в нем имеется магнетит, необходимый для детектирования магнитных стимулов. Авторы этих исследований высказали предположение, что эпифиз может быть частью магнитного компаса по их мнению, эпифиз-это чувствительный к свету хронометрический орган (хронометраж требуется для ориентации по солнцу), и эта часть мозга является, по-видимому, идеальным местом для интеграции магнитного компаса с солнечным, учитывающим время. [c.335]

Клетку можно представить как систему взаимосвязанных мембран, так как имеются небезосновательные предположения, что наружная мембрана клетки, эндоплазматический ретикулум, митохондриальная, лизосомная, ядернея мембраны и аппарат Гольджи тесно связаны между собой. Одна из функций наружной клеточной мембраны — регуляция обмена веществ между внутриклеточным пространством и внешней средой. Тем не менее еще мало известно о динамике и функции клеточных мембран или о деталях той регулирующей роли, которую они могут играть. Описано несколько случаев, когда облучение влияло на внешние клеточные мембраны. Например, облучение в дозах в диапазоне несколько десятков грей вызывает уменьшение проводимости нервного импульса в изолированных периферических нервах взрослых животных. Как известно, передача нервного импульса — результат избирательной диффузии ионов натрия и калия через мембрану аксона. Такие изменения электрической активности нервов, вызванные облучением, указывают на увеличение у аксона пассивной проницаемости для ионов. Изменения поведения и функции центральной нервной системы взрослых животных обнаруживаются после облучения в такой низкой дозе, как 0,5 Гр. Неизвестно, являются ли эти эффекты результатом первичных радиационных повреждений нервной ткани или же они обусловлены косвенным эффектом токсинов, освобождающихся из других поврежденных облучением тканей органов и систем. [c.44]

Среди многочисленных компонентов биосистем молекулярного уровня исключительная роль в процессах жизнедеятельности, бесспорно, принадлежит белкам. Активно участвуя практически во всех протекающих в клетках и организме процессах, они наделены поистине универсальными биофизическими и биохимическими свойствами. Белки обладают способностью к взаимному превращению всех необходимых для жизни видов энергии тепловой, механической, химической, электрической и световой. Кроме того, они входят в состав соединительных и костных тканей, кожи, волос и других структурных элементов всех уровней живого организма, выполняя динамическую опорную функцию и обеспечивая нежесткую взаимосвязь органов, их механическую целостность и защиту. Нет смысла перечислять все функции белков, спектр их действия огромен. Отметим лишь, что по разнообразию своих физических и химических проявлений белки несопоставимы с возможностями любого другого класса соединений живой и неживой природы. Они "умеют" делать все, и именно поэтому назначение генетического аппарата любого живого организма сведено к хранению информации только о белках и к их синтезу. Биосистемы всех уровней, в том числе и молекулярного, можно считать "произведениями" белков. При функциональной универсальности природных аминокислотных последовательностей деятельность каждого отдельного представителя этого класса уникальна в отношении функции, механизма действия, природы лиганда и внешней среды. И, наконец, белки проявляют высочайшую активность в физиологических, мягких условиях и не образуют при своем функционировании побочных продуктов. [c.50]

Ма /К -АТФ-аза была открыта в 1957 г. Й. Скоу во фракции плазматических мембран нервов краба, впоследствии она была обнаружена во всех исследованных клетках животных, особенно велико ее содержание в органах, осуществляющих интенсивный солевой обмен (почки) или выполняющих электрическую работу (мозг, нервы). Ма УК. -АТФ-аза представляет собой олигомерный белок, состоящий из субъединиц двух типов а и р, входящих в состав фермента в эквимолярных количествах (рис. 3.3). Большая субъединица а (-112 кДа) формирует каталитически активный центр, осуществляющий гидролиз АТФ меньшая р-субъединица (-45 кДа) гликозили-рована, при этом углеводные цепи экспонированы на наружной стороне мембраны. [c.58]

Суточные ритмы связаны с одним оборотом Земли вокруг своей оси. При этом в течение суток закономерно изменяются освещенность, температура, влажность, напряженность электрического и магнитного полей Земли и даже интенсивность потока солнечных частиц, что имеет жизненно важноё значение для разных обитателей нашей планеты. Суточная периодичность свойственна всем без исключения организмам и внутриклеточным процессам, а также жизненным процессам вообще. У человека, например, описано более 400 ритмопроявляющихся функций, строго повторяющихся на протяжении суток и согласованных друг с другом. Четкость согласования, правда, не абсолютная, и суточные максимумы и минимумы различных функциональных показателей на 24-часовой шкале разделены относительно постоянными временными интервалами, или фазовыми углами, поэтому такую неизменяющую-ся в течение многих суток согласованность называют фазовой. Суточные ритмы обнаружены также и у отдельных клеток многоклеточных организмов. У человека и животных центры сиюфонизации суточных ритмов, или пейсмекеры (водители ритмов), управляющие ритмами клеток, органов и организма в целом, находятся в мозгу. Пейсмекер часто называют биологическими часами, под которыми понимают способность живых организмов ориентироваться во времени. В ритмической активности клеток доминирующая роль принадлежит, по-видимому, ядру. [c.15]

Обширный фактический материал, накопленный электрофизиологами, свидетельствует о единстве электрических свойств живых систем. Сокращение и расслабление мышц, ловчие движения. росянки, изменение функциональной активности мозга или корня растения — все эти процессы сопряжены е кратковременными или длительными электрическими перестройками мембран, изменением электрической полярности органелл, клеток и даже органов и тканей. Задача электрофизиологии растений состоит не только в раскрытии природы и роли электрогеиеза, но и в практическом использовании этих знаний для диагностики функционального состояния и управления физиологическими процессами растений. [c.22]

Биоэлектрические потенциалы растений основные термины электрофизиологии. Биоэлектрические потенциалы растений — это разность электрических потенциалов между внешней и внутренней поверхностями мембран клеток и их органелл, а также между оргаиелла-ми, клетками, тканями и органами растений, различающимися по функциональной или метаболической активности. Мембранная разность электрических потеициа- [c.22]

С другой стороны, поверхностно-активные ионы фона не только изменяют химический потенциал органического вещества в растворе, но и влияют на структуру двойного электрического слоя, соответственно увеличивая или уменьшая адсорбцию орга нических молекул. Так, в присутствии анионов Т", уменьшающих взаимное отталкивание между адсорбированными катионами [(СзН7)4К] , наблюдается увеличение адсорбции этих органи- ческих катионов [6]. В то же время специфическая адсорбция анионов Вг и уменьшает адсорбцию на ртути этилового спир та, фенола и аниона салициловой кислоты [8]. [c.31]

Декарбоксилирование гистидина происходит при участии гистидиндекарбоксилазы, главным образом в тучных клетках, которые имеются в соединительной ткани практически всех органов. Гистамин накапливается и хранится в этих клетках в связанном с белками состоянии в специальных секреторных гранулах. Он может освобождаться в межклеточную среду и попадать в кровь при самых разнообразных воздействиях — при ударе, ожоге, электрическом раздражении, при действии многих эндогенных веществ. Гистамин обладает сильной и многообразной физиологической активностью. При введении гистамина в кровь наблюдаются следующие явления [c.362]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология