Elektromos ingerlés ELEKTROMOS INGERLÉS. A sejtmembrán szerkezete. Na + extra. Elektromos ingerlés:



Hasonló dokumentumok
A membránpotenciál. A membránpotenciál mérése

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK 1. kulcsszó cím: MEMBRÁNOK

Nyugalmi és akciós potenciál

Egy idegsejt működése

A nyugalmi potenciál megváltozása

Elektrokémiai módszerek

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

CELLULÁRIS SZÍV- ELEKTROFIZIOLÓGIAI MÉRÉSI TECHNIKÁK. Dr. Virág László

Elektropneumatika. 3. előadás

az elektromosság orvosi alkalmazásai

Nagyon köszönöm a disszertáció alapvetően pozitív megítélését és a gondos bírálatot. A következőkben válaszolok a feltett kérdésekre.

Ultrahang és elektromos impulzusok alkalmazása

Mérés és adatgyűjtés

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

Szívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018

Az ionizáló és nem ionizáló sugárzások összehasonlító elemzése. Készítette: Guáth Máté Környezettan Bsc Témavezető: Pávó Gyula

1. Prefix jelentések. 2. Mi alapján definiáljuk az 1 másodpercet? 3. Mi alapján definiáljuk az 1 métert? 4. Mi a tömegegység definíciója?

A B C D 1. ábra. Béka ideg-izom preparátum készítése

Hang és ultrahang. Az ultrahangos képalkotás, A-, B- és M-képek. Doppler-echo. Echo elv - képalkotás. cδt = d+d = 2d

Szakképesítés-ráépülés: Műszeres analitikus Szóbeli vizsgatevékenység A vizsgafeladat megnevezése: Analitikai elemző módszerek

Membránpotenciál, akciós potenciál

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

Kémiai alapismeretek 11. hét

Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan). Diffúziós potenciál, Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet.

Zelio Time időrelék. Katalógus 2012

Készítette: Telefon:

A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA FOTORECEPTOROK A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE ELEKTRORETINOGRAM

Membránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál

Elektromágneses terek 2011/12/1 félév. Készítette: Mucsi Dénes (HTUCA0)




Mérési jegyzőkönyv. Coulter számláló és áramlási citometria. 1. mérés: Semmelweis Egyetem, Elméleti Orvostudományi Központ Biofizika laboratórium

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. A szinuszos oszcillátorok főbb jellemzőinek mérése, az oszcillációs feltételek felismerésének

EUROTEST MI 2086

ZELIO TIME időrelék. Katalógus RE11, RE48

Villamos áram élettani hatása

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT

1. Ha két közeg határfelületén nem folyik vezetési áram, a mágneses térerősség vektorának a(z). komponense folytonos.

Sejtek membránpotenciálja

Érzékszervi receptorok

ozmózis osmosis Egy rendszer termodinamikailag stabilis, ha képződése szabadentalpia csökkenéssel jár, állandó nyomáson és hőmérsékleten.

Készítette: Bujnóczki Tibor Lezárva:

REOLÓGIA, A KÖLCSÖNHATÁSOK ÖSSZESSÉGE

Az EuroProt készülékcsalád

'lo.g^ MA Go 1 /V Z. \flz I SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY

Villamos kapcsolókészülékek BMEVIVEA336

A standardpotenciál meghatározása a cink példáján. A galváncella működése elektrolizáló cellaként Elektródreakciók standard- és formálpotenciálja

A középszintű fizika érettségi témakörei:

Elektronika I. Dr. Istók Róbert. II. előadás

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

ALAPFOGALMAK ÉS ALAPTÖRVÉNYEK

VEZETÉKVÉDŐ KAPCSOLÓK HIBAÁRAM KIOLDÁSSAL

Membránpotenciál. Nyugalmi membránpotenciál. Akciós potenciál

AC LAKATFOGÓ AX-202 HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ

Távvezetéki oszlopok egyedi és eredő földelési ellenállásának mérése

Fizika 2 (Modern fizika szemlélete) feladatsor

4. FEJEZET ELEKTRO-BALNEO-HIDRO-KLIMATOTERÁPIA

Röntgensugárzás 9/21/2014. Röntgen sugárzás keltése: Röntgen katódsugárcső. Röntgensugárzás keletkezése Tulajdonságok Anyaggal való kölcsönhatás

DIGITÁLIS MULTIMÉTER AX-101B HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ

Az ingerületi folyamat sejtélettani alapjai

Szelepmeghajtó motorok arányos szabályozáshoz AME 55, AME 56

AME 55, AME 56 szelepmeghajtó motorok arányos szabályozáshoz

Integrált áramkörök termikus szimulációja

Szigetelők Félvezetők Vezetők

Öntözőszivattyúk szabályozása frekvenciaváltóval

Felhasználói kézikönyv

OMNIALOG adatgyűjtők NI-48XX

Fizika belépő kérdések /Földtudományi alapszak I. Évfolyam II. félév/

Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál. Biofizika szeminárium

Célzott mérőhálózat létrehozása a globális klímaváltozás magyarországi hatásainak nagypontosságú nyomon követésére

4. mérés Jelek és jelvezetékek vizsgálata

- 1 - Tubics József K. P. K. P.

Nyugalmi potenciál, akciós potenciál és elektromos ingerelhetőség. A membránpotenciál mérése. Panyi György

Elektromágneses terek gyakorlat - 6. alkalom


Elektrodinamika. Maxwell egyenletek: Kontinuitási egyenlet: div n v =0. div E =4 div B =0. rot E = rot B=

Elektrokémiai gyakorlatok

11. Tétel Ismertesse, mutassa be a kisfeszültségű mechanikus vezérlésű kapcsolókészülékeket!

zis Brown-mozg mozgás Makromolekula (DNS) fluktuáci Vámosi György

2 Mekkora az egyes sejtekre vonatkozó nyugalmi potenciál értéke? 30 és 100 mikrovolt közötti értékek nagyságrendjébe esik

Harmonikus zavarok, mint a villamosítás ellensége

Nehéz töltött részecskék (pl. α-sugárzás) kölcsönhatása

Billenő áramkörök Jelterjedés hatása az átvitt jelre

Rend.sz Többcélú mini mérõmûszer automatikus méréshatár váltással, MN16 modell

laboratóriumban - Mágneses Nap a Zoletnik Sándor Magyar Euratom Fúziós Szövetség mki.kfki.hu zoletnik@rm KFKI-RMKI Magyar Euratom Fúziós Szövetség

X. Szigetelésdiagnosztikai Konferencia

Az optikai jelátvitel alapjai. A fény két természete, terjedése

Mechanikai érzékelő nélküli kalickás indukciós motor kettős mező-orientációs szabályozásának implementációja

ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Mikroelektródás képalkotó eljárások Somogyvári Zoltán

A rendszerbe foglalt reléprogram, 1954 óta. Szilárdtest relék optocsatolóval, bekapcsolás a feszültség nullátmeneténél vagy nem szinkronizált módon

Elektrodinamika. Nagy, Károly

2. Az alacsony feszültségű elektroporátor (LVEP) fenomenologikus modellje

AZT 3/0 AUTONÓM ZÁRLATI TARTALÉKVÉDELEM AZT

Mielıtt használná termékünket Az eltérı környezeti körülmény elektromos áramütést, tüzet, hibás mőködést vagy. okozhat.

Elektromos ingerek hatása békaszívre

Átírás:

Elektromos ingerlés: elektromos áram hatására az ideg-izomsejtben létrejövő funkcionális változás Mi kell hozzá: Elektromos ingerlés ingerelhető sejt elektromos áram ingerlő elektróda Ingerelhető sejt: sejtmembrán sejtmembrán fehérjék ionkoncentráció különbségek a membrán belső és külső oldala között nyugalmi membrán potenciál: Vr ingerlés -> membrán potenciál (Vm) változás -> akciós potenciál -> ingerület A sejtmembrán szerkezete ELEKTROMOS INGERLÉS Extracelluláris tér Perifériás membránfehérjék Feszültség detektor Na + extra Foszfolipid kettősréteg hidrofil rész Mi kell még az ionáramhoz? Feszültség vezérelt Na+ csatorna Az ionokat hajtó erő. Integráns membránfehérjék Intracelluláris tér Foszfolipid kettősréteg hidrofób rész intra Ion áramlás Ion koncentráció különbség a membrán két oldala között! Feszültség vezérelt ioncsatornák Na + Transzporterek(aktív, passzív) Egyéb ioncsatornák

Nyugalmi membrán potenciál modellje Nyugalmi membrán potenciál (Vr) kialakulása A membrán semmit nem enged át Csak Na + -t enged át Csak K + -t enged át Intracelluláris ionkoncentráció Voltmérő Intra pozitívabb Intra negatívabb Elektromos tér Diffúzió membrán intra extra Na+ csatorna K+ csatorna Koncentráció különbség Elektromos tér Ionáramlás Töltéseloszlási különbség Nyugalmi potenciál Élő sejtben az [K + ]intracell > [K + ]extracell és [Na + ] i < [Na + ] e Élő sejtben nyugalmi helyzetben a K + sokkal könnyebben átmegy (permeábilisabb) a membránon mint bármely más ion. Ha p K =1 akkor p Na =0.1 Nagyon kevés ion vándorol, a koncentráció gyakorlatilag nem változik. drift fluxus valencia koncentráció sebesség mobilitás Extracelluláris ionkoncentráció diffúziós fluxus diffuzivitás koncentráció Nyugalmi membrán potenciál (Vr) Feszültség vezérelt Na + csatorna Ion diffúzió: Elektromos tér: diffúziós fluxus diffuzivitás koncentráció drift fluxus valencia koncentráció sebesség mobilitás Equilibriumban nettó áram nem folyik: Nernst egyenlet

Vr Elektromos ingerlés hatása a membrán potenciálra (Vm) Elektromos ingerlés: Vm=Vi-Ve elektromos áram hatására az ideg-izomsejtben létrejövő funkcionális változás. Mi kell hozzá: Vm [mv] (membrán potenciál) Idő Akciós potenciál Távolra vezetődik, ingerület kiváltása ingerelhető sejt elektromos áram ingerlő elektróda Vthr Stimuláló áram Depolarizáció (serkentő) Hyperpolarizáció (gátló) Excitáció Idő Is na tartomány Inhibíció Lokális hatás, moduláló tényező Vthr Vr küszöb potenciál nyugalmi potenciál Elektromos áram: áram tér létrehozása potenciál meghatározása Stimuláció elektromos árammal TÉRELMÉLET: STACIONÁRIUS ELEKTROMOS TEREK Sejt Áramforrás térbeli eloszlása Elektromos tér: potenciállal kapcsolata: töltésre ható erő: Áramsűrűség: konduktivitással kapcsolata: áramforrás sűrűség: (Laplace) (grad) (div) Áramforrás Áramsűrűség Potenciál Poisson egyenlet: (potenciál, áramforrás sűrűség kapcsolata) Áramforrás Potenciál kiszámítása adott áramforrás sűrűségnél: Potenciál

MONOPÓLUS ELEKTROMOS TERE DIPÓLUS ELEKTROMOS TERE szuperpozíció elve: dipól momentum Elektromos ingerlés modellje (lineáris extracell potenciál tér) Elektromos ingerlés modellje (potenciál eloszlás) V extracell Intracell extracell Sejt sejt z Áramsűrűség Elektromos tér hyperpolarizált membrán Sejt modell intracell extracell Potenciál térfüggvénye lineáris (extracell) intracell extracell Legyen Vr=0 és a membrán jó szigetelő Vm=Vi-Ve depolarizált R

Vm térfüggése Praktikus ingerlés sejtmembrán Hyperpolarizált sejt depolarizált erős tér gyenge tér depolarizált unipolarizált hyperpolarizált Is ma tartományban Elektromos ingerlés: Intracelluláris ingerlés elektromos árammal elektromos áram hatására az ideg-izomsejtben létrejövő funkcionális változás Mi kell hozzá: ingerelhető sejt elektromos áram ingerlő elektróda Sejt Áramsűrűség Ingerlő elektróda: ingerlés módjai elektróda tulajdonságai ingerlés hatása Az összes ionáram direkt kontrollja. Technikai megvalósítása nehéz. Föld elektród

Extracelluláris ingerlés elektromos árammal Különböző elektródák átviteli jellemzői Monopoláris Bipoláris Sejt Áramsűrűség Föld elektród Az összes ionáram indirekt kontrollja. Technikai megvalósítása könnyebb. Elektromos kettősréteg kialakulása Polarizálható, nem polarizálható elektródok Fém-folyadék érintkezésekor ion mozgás alakul ki polarizáció egyensúlyi állapot Polarizálható elektródok: Fémek: Ag, Pt, Au stb... az áthaladó áram nagysága függ a kettősréteg tulajdonságaitól (C, R) az áram tölti vagy kisüti a kettősréteget az áram feszültség karakterisztika nem lineáris egyenáramú impedancia nagyon nagy, kapacitásként működik de csökkenthető a felület növelésével Nem polarizálható elektródok: Ag/AgCl az áthaladó áram nem változtatja a kettősréteg tulajdonságait az áram szabadon folyik a kettősrétegen az áram feszültség karakterisztika lineáris egyenáramon ellenállásként működik

Fém-folyadék-fém kapcsolat esetén az elektrokémiai feszültségsornak megfelelő galvánelem képződik -elektrolit határréteg modellje potenciál értéke: standard hidrogén elektróddal szemben mért potenciál különbség Helyettesítő kapcsolás Zc frekvencia függése potenciál Elektrolit ellenállás Határréteg ellenállás, kapacitás impedancia Az elektróda impedancia frekvenciafüggése Ingerlés repetitív impulzusokkal kevés áram a szövetbe Nagy áramsűrűség hidrolízis termikus hatás töltés injekció Szöveti roncsolás Monofázisos repetitív ingerlés Bifázisos repetitív ingerlés

Ingerlés és ingerület kapcsolata Időbeli szummáció Izom összehúzódás nyomatéka (ft*lbs) Izom tenzió 70Hz 50Hz 30Hz 20Hz Ingerlés frekvenciája 10Hz 1Hz Inger erősség (ma) 100 200 300ms Refrakteritás Inger erősség-időtartam görbe Páros ingerlés Akciós potenciál idő Ingerület kialakulása függ: Küszöb potenciál ingerlés erőssége (Is) ingerlés tartama (t) Nyugalmi potenciál Refrakter periódus: az ingerelhetőség átmeneti csökkenése Is Inger erősség-időtartam görbe: 2 x rheobázis rheobázis (Irh) 1 2 3 4 5msec chronaxia membrán időállandó: τ idő (t)

Összefoglaló I. Összefoglaló II. Ingerelhetőség membrán csatornák hajtóerő ion koncentráció különbség nyugalmi membrán potenciál kialakulása nyugalmi membrán potenciál K + ionok és csatornák meghatározó szerepe Extracell ingerlés áramforrások (elektródok) Poisson egyenlet membrán potenciál térfüggése hyperpolarizáció depolarizáció ugyanazon sejten nagy áramok kellenek Elektromos ingerlés membrán potenciál változás küszöb feszültség feszültség vezérelt Na + csatorna akciós potenciál ingerület Extracell elektródok fém elektródok kettősréteg polarizáció nem lineáris töltésátvitel repetitív ingerlés akciós potenciál Na + ionok meghatározó szerepe Inger ingerület erősség szaturációt mutat Inger ingerület kettős kapcsolata Inger erősség időtartam görbe Membrán potenciál direkt kontroll intracell ingerlés hyperpolarizáció depolarizáció szummáció refrakteritás rheobázis chronaxia indirekt kontroll extracell ingerlés potenciál meghatározása