Концентрации ионов в клетке скелетной мышцы и во внеклеточной среде

Ионы	Концентрация в саркоплазме (ммоль)	Концентрация вне клетки (ммоль)
K^+		2,5
Na^+
Cl^-	3-4
Ca^2+	<0,001
A^- (полипептиды)

 

Формирование потенциала покоя

ПП формируется в два этапа.

Первый этап: создание незначительной (-10 мВ) отрицательности внутри клетки за счёт неравного асимметричного обмена Na⁺ на K⁺ в соотношении 3: 2. В результате этого клетку покидает больше положительных зарядов с натрием, чем возвращается в неё с калием. Такая особенность работы натрий-калиевого насоса, осуществляющего взаимообмен этих ионов через мембрану с затратами энергии АТФ, обеспечивает его электрогенность.

Результаты деятельности мембранных ионных насосов-обменников на первом этапе формирования ПП таковы:

1. Дефицит ионов натрия (Na⁺) в клетке.

2. Избыток ионов калия (K⁺) в клетке.

3. Появление на мембране слабого электрического потенциала (-10 мВ).

Второй этап: создание значительной (-60 мВ) отрицательности внутри клетки за счёт утечки из неё через мембрану ионов K⁺. Ионы калия K⁺ покидают клетку и уносят с собой из неё положительные заряды, доводя отрицательность до -70 мВ.

Итак, мембранный потенциал покоя - это дефицит положительных электрических зарядов внутри клетки, возникающий за счёт утечки из неё положительных ионов калия и электрогенного действия натрий-калиевого насоса.

Вопрос.

Эле́ктрокардиогра́фия — методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца. Электрокардиография представляет собой относительно недорогой, но ценный метод электрофизиологической инструментальной диагностики в кардиологии.

Прямым результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (ЭКГ) — графического представления разности потенциалов возникающих в результате работы сердца и проводящихся на поверхность тела. На ЭКГ отражается усреднение всех векторов потенциалов действия, возникающих в определённый момент работы сердца.

Прибор

Первые электрокардиографы вели запись на фотоплёнке, затем появились чернильные самописцы, теперь, как правило, электрокардиограмма записывается на термобумаге. Полностью электронные приборы позволяют сохранять ЭКГ в компьютере. Скорость движения бумаги составляет обычно 25 мм/с. В некоторых случаях скорость движения бумаги устанавливают на 12,5 мм/с, 50 мм/с или 100 мм/с. В начале каждой записи регистрируется контрольный милливольт. Обычно его амплитуда составляет 10 мм/мВ. Медицинские приборы имеют определенные метрологические характеристики, обеспечивающие воспроизводимость и сопоставимость измерений электрической активности сердца^[1].

Электроды

Для измерения разности потенциалов на различные участки тела накладываются электроды. Так как плохой электрический контакт между кожей и электродами создает помехи, то для обеспечения проводимости, на участки кожи в местах контакта наносят токопроводящий гель. Ранее использовались марлевые салфетки, смоченные солевым раствором.

Фильтры

Применяемые в современных электрокардиографах фильтры сигнала позволяют получать более высокое качество электрокардиограммы, внося при этом некоторые искажения в форму полученного сигнала. Низкочастотные фильтры 0,5-1 Гц позволяют уменьшать эффект плавающей изолинии, внося при этом искажения в форму сегмента ST. Режекторный фильтр 50-60 Гц нивелирует сетевые наводки. Антитреморный фильтр низкой частоты (35 Гц) подавляет артефакты, связанные с активностью мышц.

Нормальная ЭКГ

Соответствие участков ЭКГ с соответствующей фазой работы сердца

Обычно на ЭКГ можно выделить 5 зубцов: P, Q, R, S, T. Иногда можно увидеть малозаметную волну U. Зубец P отображает работу предсердий, комплекс QRS — систолу желудочков, а сегмент ST и зубец T — процесс реполяризации миокарда.

Отведения

Каждая из измеряемых разниц потенциалов называется отведением. Отведения I, II и III накладываются на конечности: I — правая рука — левая рука, II — правая рука — левая нога, III — левая рука — левая нога. С электрода на правой ноге показания не регистрируются, он используется только для заземления пациента.

Регистрируют также усиленные отведения от конечностей: aVR, aVL, aVF — однополюсные отведения, они измеряются относительно усреднённого потенциала всех трёх электродов. Заметим, что среди шести сигналов I, II, III, aVR, aVL, aVF только два являются линейно независимыми, то есть сигнал в каждом из этих отведений можно найти, зная сигналы только в каких-либо двух отведениях.

При однополюсном отведении регистрирующий электрод определяет разность потенциалов между конкретной точкой электрического поля (к которой он подведён) и гипотетическим электрическим нулём. Однополюсные грудные отведения обозначаются буквой V.

 

Эквивалентный электрический генератор, - это модельный генератор, более или менее близкий к истинному по конфигурации и удовлетворяющий критериям эквивалентности (они обычно сводятся к равенству полей в области измерения или же равенству собственных интегральных характеристик истинного и эквивалентного генераторов).

Понятие эквивалентного электрического генератора тесно связано с формулированием и решением двух фундаментальных электродинамических задач - прямой и обратной, возникающих при исследовании биоэлектрического и биомагнитного полей. Основываясь на соотношениях электродинамики и конкретных условиях неинвазивных биоэлектромагнитных измерений, в качестве прямой задачи рассматривается определение электрического и (или) магнитного полей в области измерения по заданным характеристикам генератора (плотности стороннего тока или ее возбудителям - источникам и вихрям); в качестве обратной задачи - определение генератора по измеренным характеристикам электрического и (или) магнитного полей (их потенциалам или напряженностям).

Под генератором, как правило, понимается не истинный биоэлектрический генератор. Понятие эквивалентного генератора особенно актуально в применении к обратной задаче, так как обратная задача, в отличие от прямой, в общем случае не может быть решена однозначно без наложения довольно жестких ограничений на структуру генератора. Это объясняется тем, что существуют конфигурации генератора, не создающие электрического и магнитного полей во внешней по отношению к генератору области.

 

Частота зависимости порогов ощутимого и неотпускающего токов. Характеристики пассивных электрических свойств тканей тела человека. Первичное действие постоянным током и переменными электрическими токами на организм.

При действии на живые ткани переменными электрическими полями и токами возможны два вида реакции – раздражающее действие и тепловое.

Раздражающее действие - частоты не более 500 КГц.

Тепловое действие проявляется всегда.

В состоянии покоя каждая клетка электрически заряжена: наружная сторона мембраны имеет положительный заряд, внутренняя – отрицательный. Для каждой клетки существует мембранный потенциал покоя (-70 мВ). Мембраны имеют большую проницаемость для калия и практически непроницаемы для ионов натрия. Калий переходит наружу, тем самым создавая разность потенциалов.

Для возникновения возбуждения клетки необходима деполяризация мембраны – уменьшение клеточного потенциала до критического уровня. Это может быть вызвано:

-внеклкточным раздражением постоянным током (уменьшение мембранного потенциала)

- внутриклеточным раздражением постоянным током (уменьшение мембранного потенциала)

- переменным током

В тканях имеют место быть 2 вида токов:

- Токи смещения.

- Токи проводимости.

При низких частотах преобладают токи проводимости. Чем больше частоты, тем меньше период этого тока и на меньшие расстояния смешаются ионы.

Возбуждение может фиксироваться как на клеточном уровне, так и на макроскопическом. Характеристикой возбуждения называют график зависимости амплитуды импульса тока, вызывающего возбуждение клетки от длительности имульса.

 

 

Iм=k/t + b

На макроскопическом уровне порогом ощутимого тока называют наименьшую силу тока, раздражающее действие которого ощущает человек. Эта величина зависит от места и площади контакта тела с подведенным напряжением.

При увеличении силы тока можно вызвать такое сгибание сустава, при котором человек не сможет самостоятельно разжать руку и освободиться от проводника – источника напряжения. Минимальное значение этого тока называют порогом не отпускающего тока. Токи меньшей силы являются отпускающими.

Импульсные токи различной формы, частоты, амплитуды используются для:

- Стимуляции нервно-мышечной системы

- Кардиостимуляции

- Дефибрилляции сердца

- Электросна

- Электронаркоза

- Электролечения

- электрохирургии.

Электротерпия постоянным током:

Гальванизация – вызывание изменения концентраций ионов в клетках и тканях.

Электрофорез – введение в ткани различных лекарств, с помощью постоянного тока.

Электротерапия импульсным током низкой частоты до 1000 Гц – принудительное возбуждение мышц. (в мышцах не накапливается молочная кислота)

Электротерапия током средней частоты от 2 до 20 КГц, который может быть модулирован током низкой частоты (до 200 Гц). Такие токи называют интерференционными.

Электротерапия током высокой частоты (30-300 кГц)

Электроиспульсная рефлексотерапия

Порогом ощутимого тока называют наименьшую силу тока, раздражающее действие которого ощущает человек.