بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
3-1- توصیف اجمالی
اختلاف بین ترکیب الکترولیت‌های مایع درون و بیرون سلول وجود دارد. تفاوت بار و انتقال آن در غشاء سلول منشاء سیگنال الکتریکی بدن میباشد.
نرون‌ها، و سلول‌های ماهیچه جزء اولین سلول‌هایی بودند که بعنوان سلول تحریک‌پذیر شناخته شدند.
فهم هدایت الکتریکی در بدن و تغییرات وابسته به زمان پدیده‌ی الکتریکی بدن مهم میباشد.
اسلاید 2 :
فعالیت الکتریک غیرنرمال در بافت منجر به بیماری‌های زیادی در قلب، مغز، ماهیچه‌های اسکلتی، و شبکیه می‌شود.
3-2- پتانسیل غشاء
اختلاف غلظت یونی بین مایع درون و بیرون سلول موجب ایجاد یک اختلاف پتانسیل الکتریکی در دوطرف غشاء می‌شود که برای زنده‌ماندن و کار سلول حیاتی است.
وقتی سلول پتانسیل الکتریکی تولید نکند، پتانسیل غشاء را پتانسیل استراحت می‌نامند. دو عامل این پتانسیل:
1- اختلاف غلظت یون‌ها بین مایع درون و بیرون سلول
2- اختلاف نفوذپذیری غشاء سلول برای یون‌های مختلف که به تعداد کانال‌های یونی باز وابسته است.
اسلاید 3 :
برای ثابت نگهداشتن پتانسیل استراحت سلول، جداسازی بار و غلظت یونی غشاء سلول باید بطور مداوم صورت گیرد.
پتانسیل غشاء در پاسخ به تغییر در نفوذپذیری غشاء ناشی‌از تحریک خارجی شیمیایی، تحریک مکانیکی، و یا محرک الکتریکی تغییر می‌کند.
یک سلول را دیپلاریزه گویند هرگاه پتانسیل درون سلول نسبت به حالت استراحت مثبت‌تر شود و هایپرپلاریزه گویند هرگاه این پتانسیل منفی شود.
در وضعیت دیپلاریزه، نفوذ یون سدیم ناشی‌از گرادیان غلظت بوده و برعکس اختلاف پتانسیل الکتریکی ادامه می‌یابد. وقتی پتانسیل به یک سطح آستانه‌ی حدود 35 میلی‌ولت برسد، کانال‌های یونی پتاسیم باز می‌شوند.
بازشدن کانال پتاسیم منجر به خروج این یون از درون سلول می‌شود و باعث برگشت پتانسیل سلول به سطح استراحت می‌شود. با برگشت پتانسیل غشاء به سطح استراحت، کانال‌های یونی بسته می‌شوند.
با بسته‌شدن کانال‌ها، پمپ‌های یونی سدیم/پتاسیم روشن می‌شوند و باعث برگشت غلظت این یون‌ها در داخل و بیرون سلول به حالت قبل‌از تحریک می‌شوند. این انتقال برای تمام سلول‌های تحریک‌پذیر وجود دارد.
3-2-1- معادله‌ی نرنست
انتقال یون در دیواره‌ی سلول روی پتانسیل غشاء تاثیر می‌گذارد.
اسلاید 4 :
شار الکتریکی یک غشاء ناشی‌از گرادیان پتانسیل بصورت زیر میباشد:
این رابطه به والانس یون، غلظت یونی، و تحرک‌پذیری یون وابسته است. تحرک‌پذیری یون به ثابت نفوذپذیری وابسته است:
با برخی جاگذاری‌ها و تبدیل روابط به معادله‌ی نرنست بصورت زیر می‌رسیم:
این معادله جهت محاسبه‌ی پتانسیل هر یون با دانستن گرادیان غلظت میباشد.
اسلاید 5 :
3-2-2- موازنه‌ی دونان
طبق اصل موازنه‌ی دونان حاصلضرب غلظت یون‌های نفوذپذیر در یک طرف غشاء با حاصلضرب غلظت یون‌های نفوذپذیر طرف دیگر برابر است.
تعداد کاتیون‌ها و آنیون‌ها در یک حجم از فضای سلول (بیرون) در حالت تعادل برابر می‌باشند. یعنی برای یک غشاء نفوذپذیر به یون‌های پتاسیم و کلر، پتانسیل نرنست در حال تعادل برابر است با:
موازنه‌ی دونان نقش مهمی در توجیه پتانسیل غشاء سلول در حالت استراحت دارد.
اسلاید 6 :
3-2-3- معادله‌ی گلدمن
پتانسیل غشاء سلول اندازه‌گیری شده با پتانسیل محاسبه شده با معادله‌ی نرنست متفاوت است و این تفاوت بخاطر حضور یون‌های دیگری در تولید پتانسیل میباشد.
مدل بهبودیافته‌ی گلدمن (گلدمن-هاچکینز-کاتز) پتانسیل غشاء را یک مصالحه بین پتانسیل‌های تعادل مختلف در نظر می‌گیرد. هریک از این پتانسیل‌ها به گذردهی غشاء و غلظت مطلق یون وابسته هستند.
یک غشاء صفحه‌ای با ضخامت L، و پتانسیل ثابت غشاء ΔΦm را درنظر بگیرید:
با قراردادن 8-3 در 4-3 و مرتب‌سازی داریم:
با درنظر گرفتن برخی فرضیات
اسلاید 7 :
باتوجه به صفربودن شار انتقالی یون‌ها در حالت استراحت، داریم:
معادله‌ی بالا برحسب نفوذپذیری یون‌ها میباشد.
اسلاید 8 :
3-3- مدار معادل الکتریکی
3-3-1- هدایت غشاء سلول
جریان یون عبوری از غشاء سلول توسط کانال‌ها و پمپ‌ها کنترل می‌شود. بنابراین، نرخ جریان یون‌ها به گذردهی غشاء یا هدایت آن وابسته است. رابطه‌ی بین جریان، هدایت، و اختلاف پتانسیل بصورت زیر است:
در حالت استراحت و تعادل پویای سلول، جریان نشتی ناشی‌از بیرون به درون سلول براثر فعالیت پمپ وجود دارد و جریان یونی بصورت زیر بیان می‌شود:
اندیس i در رابطه‌ی بالا به ذره یا یون iام اشاره دارد.
3-3-2- ظرفیت خازنی غشاء سلول
مایعات درون و بیرون سلول الکترولیت‌های هادی می‌باشند، ولی چربی اطراف آن غیرهادی است. بنابراین، الکترولیت‌ها صفحات هادی خازن و چربی نیز دی‌الکتریک آن میباشد.
اسلاید 9 :
مقدار بار غشاء سلول برحسب ظرفیت خازنی غشاء بصورت زیر بیان می‌شود:
تعداد مول‌های یون‌های عبوری از غشاء با رابطه‌ی زیر قابل محاسبه است:
ظرفیت خازنی غشاء برحسب واحد طول بیانگر میزان بار لازم جهت رسیدن به یک پتانسیل معین و تاثیر روی زمان مورد نیاز برای آستانه میباشد.
3-3-3- مدار معادل مقاومت-خازن
اسلاید 10 :
غشاء سلول خواص مقاومتی و خازنی را داراست و لذا، غشاء دارای مدار معادل مقاومت و خازن بطور موازی میباشد. البته، پتانسیل استراحت بصورت سری با مقاومت غشاء نشان داده می‌شود.
اگر تغییرات پتانسیل سلول ناشی‌از چند یون باشد، آنگاه مقاومت هر یون بطور موازی و جدا درنظر گرفته می‌شود.
مطابق شکل زیر (b-4-3)، اگر مدار معادل ناشی‌از یون پتاسیم باشد، آنگاه خواهیم داشت:
