Йонний склад нервової клітини

Таблиця 1.

Йони	Концентрація, ммоль/дм
	у клітині	у зовнішньому середовищі
К^+
Na^+
Сl^-
Органічні йони		-

Мембрани нервових клітин, що перебувають у спокої, приблизно у 100 разів більш проникні для йонів К⁺, ніж для йонів Na⁺. Виходячи з даних, наведених у табл. 1, за температури 310 К одержимо величи­ну мембранного потенціалу -75 мВ.

Це означає, що між внутрішньою та зовнішньою сторонами клітин­ної мембрани виникає різниця потенціалів, що дорівнює 75 мВ. Цю вели­чину, виміряну у стані фізіологічного спокою клітини, називають потен­ціалом спокою. Потенціал спокою у різних клітин становить 50-100 мВ. Встановлено, що цитоплазма клітини в стані спокою завжди має від'ємний потенціал відносно потенціалу міжклітинної рідини.

Якщо нервову тканину збуджувати електрично, хімічно чи механічно, то мембрана клітини стає більш проникною для йонів Na⁺, ніж для йонів К⁺ .Йони Na⁺ починають проникати всередину клітини, що при­зводить до зміни мембранного потенціалу, який становитиме 50 мВ.

Таким чином, упродовж короткого проміжку часу (приблизно 10^-4с) мембранний потенціал змінюється від -75 до +50 мВ. Таке раптове підви­щення та падіння мембранного потенціалу називають потенціалом дії.

Залежно від довжини аксона та інших чинників швидкість, з якою відбувається передача потенціалу дії. становить 30-150 м/с. Як тільки потенціал дії віддаляється від точки збудження клітини, мембрана знову стає готовою до збудження. Це можливе тому, що за один потенціал дії аксон поглинає 3 ∙10^-11- 4 ∙10^-11 моль йонів Na⁺ на 1 см² поверхні волокна і віддає таку ж саму кількість йонів К⁺, що не вносить суттєвих змін в йонне середовище аксона. Тому натрій-калієвий механізм здатний гене­рувати кілька сотень тисяч потенціалів дії.

Потенціали дії створюють струм (біопотенціали та біоструми), тому два електроди, прикладені до різних ділянок тіла, реєструють різницю потенціалів. Це покладено в основу електрокардіографічних, електроенцефалографічних, електроміографічних методів діагностики.

Методичні рекомендації

1. При ознайомленні з першим питанням розглянути схему виникнення дифузійного потенціалу.

2. При розгляді другого питання звернути увагу на причини виникнення мембранного потенціалу.

3. Розглядаючи третє питання, законспектувати визначення потенціалу дії та потенціалу спокою.

4. При розгляді четвертого питання ознайомитися із застосуванням даних явищ у медичній практиці.

Запитання для самоперевірки:

1. Охарактеризувати дифузійний потенціал та механізм його виникнення.

2. Який чинник призводить до виникнення мембранного потенціалу?

3. Що таке потенціал дії та потенціал спокою?

4. Для чого в медичній практиці використовуються потенціали дії?

Тести для самоконтролю

І рівень

1. Причиною виникнення дифузійного потенціалу є:

а) різниця осмотичних тисків розчинів; б) різниця напруг; в) різниця швидкості руху йонів.

2. Мембранний та дифузійний потенціали призводять до виникнення у клітині:

а) біоструму; б) буферного розчину; в) в’язкості.

3. Потенціал спокою у клітині становить:

а) 50 – 100 В; б) 100 – 200 мВ; в) 50 – 100 мВ; г) 150 – 200 мВ.

ІІ рівень

4.Мембрана клітини у спокої більш проникна для йонів:

а) Ca²⁺; б)Na⁺; в) K⁺; г) Mg²⁺.

5.Раптове підвищення та падіння мембранного потенціалу називається:

а)потенціалом спокою; б) дифузійним потенціалом; в) контактним потенціалом; г) потенціалом дії.

ІІІ рівень

6.Здатність тканин організму утворювати потенціал дії використовується в медицині для:

а) рН – метрії; б) електрокардіографії; в) гемодіалізу.

7. Для зменшення дифузійного потенціалу використовують сифон з розчином:

а) CaCl₂; б) Cu(NO₃)₂; в) KCl; г) Na₂SO₄.

Позааудиторна самостійна робота № 12

Тема: Фізико – хімічні основи адсорбційної терапії: гемосорбція, плазмосорбція, лімфосорбція, ентеросорбція, аплікаційна терапія.

План

1.Поняття про еферентну медицину та її методи.

2.Класифіккція методів сорбційної детоксикації організму, їх суть.

Час виконання: 3 години

Мета роботи: ознайомитися із фізико – хімічними основами адсорбційної терапії та значенням адсорбційних процесів для медицини

 

Розвиток цивілізації, насамперед зростання промислового виробництва, хімізація сільського господарства й побуту, інтенсивне використання горючих копалин призвели до появи в довкіллі величезної кількості токсичних для здоров'я людини речовин, таких, що не траплялися в попе­редні етапи еволюції. До внутрішнього середовища людини нині потрапляють десятки тисяч чужорідних сполук. Ось чому в останні десятиліття в медицині з'явився новий напрямок, що інтен­сивно розвивається, а саме еферентна медицина (від лат. еференс — виводити). На відміну від традиційних методів лікування, заснованих на введенні ліків до організму, еферентна медицина дає змогу за допомогою сорбентів виводити з нього шкідливі й токсичні речовини, отже, захищати внутрішнє середовище організму. Варто зазначити, що за допомогою методів еферентної медици­ни відбувається очищення не лише від токсичних речовин, що потрапляють із зовнішнього середо­вища, тобто токсинів екзогенного походження, а й токсинів ендогенного походження — токсичних речовин, що утворюються і накопичуються в організмі, наприклад при опіках, променевій хворобі, нирковій та печінковій недостатності тощо.

Сучасна фармацевтична промисловість випускає адсорбенти в різних: гра­нулах, порошках, таблетках, пастах, гелях.

Залежно від основи їх поділяють на такі групи:

· на основі активованого вугілля — карболен, карболонг, ультрасорб, вугілля активоване;

· на основі полівінілпіролідону — ентеродез, ентеросорб;

· на основі силіційорганічних речовин — ентеросгель, полісорб;

· на основі сполук Алюмінію та Магнію — алмагель, гастал, фосфалюгель;

· на основі медичної глини — смекта, неосмектин;

· похідні альгінової кислоти — альгісорб;

· аніонообмінні смоли — колестирамін та колестипол.

Залежно від конкретних цілей сорбційна детоксикація організму здійснюється гемосорбцією, плазмосорбцією, лімфосорбцією, імуносорбцією, ентеросорбцією.

Ентеросорбція — метод, що ґрунтується на зв'язуванні й виведенні з організму через травний канал токсинів, мікроорганізмів з лікувальною або профілактичною метою.

Історія методу налічує багато тисяч років. У Єгипті понад 3 тис. років тому використовували деревне вугілля для зовнішнього і внутрішнього застосування. Цілющі властивості ентеросорбентів відзначали лікарі Давньої Греції. На Русі ентеросорбцію відносили до народних методів ліку­вання. За історичною версією призначення знахарем деревного вугілля продовжило після отруєн­ня життя Александру Невському. Деревним вугіллям і порохом присипали рани, товчене вугілля призначали внутрішньо дітям і дорослим при діареях.

Нині метод ентеросорбції знаходить усе ширше застосування в медицині. Найбільший інтерес серед сорбентів становлять препарати на основі лігніну — природного полімеру рослинного по­ходження, продукту переробки деревини. Уперше лікарський препарат на основі лігніну був роз­роблений у 1943 р. у Німеччині. Аналогічна російська розробка з'явилася в 70-х роках XX ст.

Упродовж останніх десятиліть ученими було розроблено кілька видів ентеросорбентів. Це пре­парати на основі яблучних і цитрусових пектинів з додаванням різних рослинних екстрактів і ко­рисних бактерій, що мають жовчогінну і загальнооздоровчу дію як на травний канал, так і на весь організм. Серед таких сорбентів можна назвати токсфайтер, поліфепан та ін. Бувають сорбенти й інших видів, на зразок полісорбу, силікагелю тощо.

Основним показником ефективності ентеросорбенту є його здатність створювати поглинальну поверхню. Найпростіші ентеросорбенти, наприклад активоване вугілля («Карболен»), утворюють поглинальну поверхню, що становить 200—300 м² на 1 г сорбенту. Є і сильніші сорбенти на основі гранульованого вугілля і вуглеволокнистих матеріалів. Вони мають поглинальну здатність у 1000 й більше квадратних метрів поверхні на грам.

Гемосорбція (гемоперфузія) — метод позаниркового очи­щення крові від токсичних речовин шляхом адсорбції отрути на поверхні сорбенту.

Для гемосорбції використовують сорбенти двох класів: неселективні, що поглинають з крові кілька речовин, і селективні, які поглинають речовини певної структури. До першої групи нале­жать активовані вугілля, на поверхні яких збираються індоли, скатоли, гуанідинові основи, жирні кислоти, білірубін, органічні кислоти тощо. До селективних сорбентів відносять йонообмінні смо­ли, здатні видаляти з організму йони Калію, амонію, гаптоглобін, білірубін. Розроблено хемосорбенти вибіркової дії для видалення ліпопротеїдів, протеолітичних ферментів.

Під час гемосорбції кров у кількості 1—2 об'єми циркулюючої крові (зазвичай 6—9 л) за допо­могою насоса пропускають крізь колонку, що містить сорбент (активоване вугілля, смоли та інші синтетичні речовини). На сорбенті адсорбуються токсини. Таким чином, відбувається так зване «очищення крові». Після гемосорбції кількість токсинів у крові зменшується і тому вони виходять з інших тканин — печінки, легенів, мозку та ін. Там їх концентрація знижується майже вдвічі (за­звичай через 12—24 год після процедури). Саме в цей період проводять другу гемоперфузію. Одну проводити взагалі немає сенсу — отруйні речовини швидко відновлюють свою концентрацію, при цьому деяким пацієнтам потрібно від 2 до 6 сеансів гемосорбції, щоб досягти вираженого детокси-каційного ефекту.

Усе приладдя для гемосорбції випускається стерильним, готовим для негайного використання.

Основними показаннями для проведення гемосорбції є: екзогенні інтоксикації (алкогольна, наркотична, токсична та ін.); ендогенні інтоксикації (печінкова недостатність, ниркова недостат­ність, панкреатит, жовтяниці різного генезу та ін.); системні й аутоімунні захворювання (рев­матоїдний артрит, бронхіальна астма, аутоімунний гепатит, аутоімунний тиреоїдит тощо); гострі отруєння снодійними медикаментами, хлор- і фосфорорганічними сполуками, алкалоїдами, са­ліцилатами, важкими металами, амітриптиліном; важкі генералізовані форми інфекційних захво­рювань (черевний тиф, вірусний гепатит, дифтерія та ін.); тяжкі ендотоксикози хірургічного і тера­певтичного генезу; псоріаз, нейродерміт, екзема; харчові та лікарські алергії; маніакальні й депре­сивні стани при психічних захворюваннях.

Під час гемосорбції можливі ускладнення, зокрема зниження артеріального тиску, виражений озноб (пірогенна реакція), кровоточивість, повітряна емболія, емболія сорбентом.

Лімфосорбція — один із способів очищення організму від токсичних речовин, що ґрун­тується на видаленні їх із лімфи хворого пропусканням її крізь сорбційні фільтри (різні маркивуглів-сорбентів). За цим методом проводять дренаж грудної лімфатичної протоки, результатом якої є видалення маркерів початкової токсинемії і чинників вторинної токсичної агресії, які по­трапляють у лімфу грудної лімфатичної протоки з місць запалень.

При цьому разом з лімфою видаляються токсичні метаболіти. Відновлення втрати лімфи, що досягає 5 л/добу, проводять шляхом внутрішньовенного введення відповідної кількості плазмо-замінних розчинів.

Недоліком методу є те, що разом з токсичними продуктами видаляються цінні для організму речовини: білки, жири, електроліти, ферменти, лімфоцити.

Основними показаннями до лімфосорбції вважають: гострі деструктивні процеси в черевній порожнині з ендогенною інтоксикацією у стадії аутоагресії і гомеостатичної неспроможності (тяжкий деструктивний панкреатит, розлитий гнійний перитоніт); печінкова недостатність з вира­женим цитолізом гепатоцитів або значним холестазом; гнійно-деструктивні процеси в лівій легені та плеврі, середостінні; пероральні отруєння припікальними отрутами (оцтова есенція) з подаль­шим розвитком екзотоксичного шоку; сепсис із місцем запалення в черевній і плевральній порож­нинах.

Плазмосорбція ґрунтується на здатності деяких токсичних речовин осідати на поверхні активованого вугілля або інших поверхнево-активних структур під час проходження плазми пацієнта через сорбційну колонку. Таким чином, очищена кров повертається хворому, а токсини, що спричинили патологічний процесе, залишаються у сорбційній колонці.

Плазмосорбція може бути неселективною (як сорбент використовують активоване вугілля), напівселективною (застосовують йонообмінні смоли) і селективною (застосовують імуносорбенти або афінні сорбенти). З метою активної детоксикації плазмосорбцію зрідка застосовують ізо­льовано, проте вона часто доповнює плазмафорез. Така комбінація, як плазмафорез + плазмо­сорбція, доцільна при патологічних станах, пов'язаних з ендотоксикозом.

Основними показаннями до проведення плазмосорбції є тяжкі декомпенсовані стадії ендотоксикозу різного генезу (після поранень, травм, термічних уражень, отруєнь, радіаційних уражень тощо); тяжкі генералізовані форми інфекційних захворювань; хронічні аутоімунні захворювання (бронхіальна астма, системні захворювання сполучної тканини, гематологічні захворювання та ін.); хронічний ендотоксикоз при захворюваннях печінки, нирок, легенів; незадоволення своїм зовнішнім виглядом (деякі види надмірної маси, стан шкіри).

Імуносорбція — це зв'язування й видалення з крові антитіл або антигенів за допомогою імуносорбентів. Реакція зв'язування певних молекул ґрунтується на реакції антиген — ан­титіло.

Цей метод є одним із найсучасніших і найперспективніших варіантів видалення з крові пато­логічних молекул. На противагу іншим методам, наприклад, екстракорпоральній гемокорекції, імуносорбція дає змогу не просто видаляти всю виділену з організму плазму, і навіть не всю групу молекул, що мають патогенні властивості, а тільки певний вид молекул, які «розпізнаються» і осідають у пристрої, заповненому специфічним імуносорбентом.

Сорбентом є зв'язані з носієм антитіла (антигени), здатні зв'язуватися з антигенами (ан­титілами), які циркулюють у крові. Через такий сорбент пропускають кров або плазму, у процесі чого і досягають ефекту очищення від конкретного патологічного агента.

В основному з успіхом застосовують два специфічних адсорбційних методи: метод видалення ліпопротеїнів низької щільності при спадкових формах гіперхолестеринемії (LDL - аферез) і сорб­цію з використанням протеїну А при аутоімунних захворюваннях. Метод дає змогу зв'язувати ан­титіла та імунні комплекси і зумовлювати модифікацію імунної відповіді.

Методичні рекомендації

1.При розгляді першого питання скласти опорний конспект, у якому зазначити всі терміни та групи адсорбентів.

2.Розглядаючи матеріал другого питання,звернути увагу на селективні та неселективні сорбенти і заповнити таблицю:

Метод сорбційної детоксикації	Сорбент	Показання для застосування
Ентеросорбція
Гемосорбція
Лімфосорбція
Плазмосорбція
Імуносорбція

Запитання для самоперевірки

1.У чому полягає завдання еферентної медицини?

2.На які групи поділяють адсорбенти?

3. У чому полягає суть ентеросорбції, гемосорбції, плазмосорбції, лімфосорбції, імуносорбпії?

Тести для самоконтролю

І рівень

1.Токсини, які надходять в організм із зовнішнього середовища, називають токсинами …

а) еферентного походження; б) ендогенного походження;

в) екзогенного походження; г) змішаного походження.

2.Вказати препарат, який належить до групи адсорбентів на основі полівінілпіролідону:

а) алмагель; б) альгісорб; в) карболонг; г) ентеросорб.

3.Який з препаратів не належить до групи адсорбентів на основі активованого вугілля:

а) смекта; б) карболен; в) карболонг; г) ультрасорб.

4. Вказати речовину, яка використовувалася як ентеросорбент у давнину:

а) глина; б) деревне вугілля; в) буре вугілля; г) пісок.

 

ІІ рівень

5.Вказати ентеросорбент, створений на основі фруктових пектинів:

а) фестал; б) ентероез; в) поліфепан; г) колестипол.

6.Вказати площу поглинальної поверхні, яку мають сорбенти, створені на основі вуглеволокнистих матеріалів:

а) 200 м²; б) 300 м²; в) 500 м²; г) 1000 м².

7.Вказати оптимальну кількість сеансів гемосорбції, які необхідно провести пацієнту для досягнення вираженого детоксикаційного ефекту:

а) 1 – 2; б) 2 – 6; в) 5 – 8; г) більше 8.

ІІІ рівень

8.Вказати метод сорбційної терапії, який доцільно використати для лікування реооральних отруєнь припікальними отрутами:

а) ентеросорбція; б) плазмосорбція; в) імуносорбція; г)лімфосорбція.

9.Яку комбінацію сорбційних методів доцільно проводити при патологічних станах, пов’язаних з ендотоксикозом:

а) плазмафорез + плазмасорбція; б) електрофорез + гемосорбція;

в) ентеросорбція + лімфосорбція; г) імуносорбція+ ентеросорбція.