Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Иваницкий Г.Р. -> "Математическая биофизика клетки" -> 51

Математическая биофизика клетки - Иваницкий Г.Р.

Иваницкий Г.Р., Кринский В.И., Сельков Е.Е. Математическая биофизика клетки — Наука, 1978. — 312 c.
Скачать (прямая ссылка): matematicheskayabio1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 45 46 47 48 49 50 < 51 > 52 53 54 55 56 57 .. 121 >> Следующая

Детальное исследование точности метода на живых мембранах (большое число характеристик на одной мембране) не дает надежных результатов из-за того, что характеристики живых мембран, находящихся в установке по фиксации потенциала, меняются с течением времени (медленное повреждение). Более детально точность метода удается исследовать, используя вместо живых мембран математические модели (их свойства не меняются со временем).
5.7. Оценка на математических моделях мембран точности построения фазового портрета • по записям ионных токов
Модель Ходжкина—Хаксли. Для оценки точности с помощью модели Ходжкина—Хаксли получали [39] записи ионных токов (моделируя на ЦВМ фиксацию потенциала) и записи потенциалов действия (моделируя микроэлектродную регистрацию). Те жч
Л
О 10 20 500 1500мс ],м*Л1м2
— 100
1 ' ^
а
Рис. 58. Ионные токи и фазовый портрет модели волокна Пур- ;дд <; кинье ‘ 1 i

б н
/ Ё"0_

1,мнА/смг
50
25
50
25 Е, нВ
а — запись суммарного ионного тока в модели N* при фиксации потенциала; б — участок той же кривой в увеличенном масштабе (шкала времени — логарифмическая); е — фазовый портрет, построенный по вольт-амперным кривым токов
записи повторяли при измененных параметрах мембраны (что моделировало действие веществ на мембрану).
По записям суммарного ионного тока строили фазовый портрет мембраны (см. рис. 48). Характеристики определяли непосредственно (по записям потенциалов действия) и оценивали по фазовым портретам. Результаты приведены в табл. 5. Видно, что точность оценок достаточна для большинства электрофизиологиче-ских задач.
Модель Франкенхойзера для перехвата Ранвъе. Результаты, полученные качественными методами для этой модели, приведены [47] в табл. 5. Видно, что оценки всех характеристик, кроме относящихся к устойчивой деполяризации под током, вполне приемлемы.
Модель Нобла. Записи суммарного тока при фиксации потенциала на модели Нобла приведены на рис. 58, а,б. Видно, что здесь быстрые процессы заканчиваются к моменту, отмеченному на записи стрелкой. Этот ток (на плато записи) и брали в качестве быстрого установившегося тока (в отличие от всех других исследованных случаев, где в качестве быстрого установившегося тока использовался пиковый ток /р).
Нуль-изоклины модели Нобла, построенные по записям ее ионных токов, приведены на рис. 58, в. После того как эти нуль-изоклипы были перестроены в координатах (я4, Е), оказалось,
что они совпадают (в пределах долей мВ) с нуль-изоклинами системы Ns. Это значительно сократило дальнейший анализ. Полученное совпадение нуль-изоклин означает, что о точности метода фазового портрета для модели Нобла можно судить (с точностью до долей мВ) по той же табл. 3, которая была получена при исследовании модели N2, иными словами, здесь все характеристики определяются с точностью не ниже 1—3% или единиц мВ.
Таким образом, приведенные примеры показывают, что качественные методы анализа, разработанные в теории колебаний, оказываются довольно эффективным инструментом исследований ионных токов мембран.
При этом они почти не увеличивают трудоемкость исследований и обеспечивают точность, достаточную для решения многих прикладных задач.
rv # ВОЗБУДИМЫЕ СРЕДЫ. д * ВОЛНЫ И АВТОВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Глава шестая
РЕВЕРБЕРАТОР - ИСТОЧНИК СПИРАЛЬНЫХ ВОЛН В ВОЗБУДИМЫХ СРЕДАХ
6.1. Автоволновые процессы в возбудимых средах
Одним из основных механизмов, с помощью которого осуществляется передача сигналов в живом организме, является распространение волн возбуждения. Волны возбуждения могут распространяться не только по нервным клеткам, но и по клеткам скелетной мускулатуры, кишечника, мочевого пузыря, кровеносных сосудов, сердца. Распространяющаяся по мышечным клеткам волна возбуждения запускает биохимический сократительный аппарат. В мышце сердца и в гладкой мускулатуре кишечника волна возбуждения помимо электромеханического сопряжения обеспечивает и синхронизацию сокращений отдельных мышечных волокон. Нарушение распространения волн возбуждения может приводить к различным серьезным заболеваниям: параличам, паркинсонизму, эпилепсии, сердечным аритмиям.
Распространение волн в возбудимых тканях существенно отличается от распространения обычных электромагнитных и механических волн. Так, волны возбуждения могут распространяться без затухания за счет запасенной клеткой энергии. Основное свойство возбудимой ткани — рефрактерность делает невозможным интерференцию и отражение волн. В этом смысле распространение волны возбуждения напоминает распространение пламени по бикфордову шнуру или по сухой степи. За фронтом пламени остаются выжженные участки, так что ни отражение волны, ни прохождение одной волны сквозь другую, как при распространении обычных волн, не наблюдается. Аналогия волн возбуждения с распространением пламени только частичная — в биологических возбудимых тканях через некоторое время после прохождения волны (это время получило название периода рефрактерности) свойства клеток полностью восстанавливаются, и по ткани опять может распространяться волна возбуждения.
Предыдущая << 1 .. 45 46 47 48 49 50 < 51 > 52 53 54 55 56 57 .. 121 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed