Вопрос 1 Мембранный потенциал или потенциал покоя- методы регистрации, величина, природа

МП, или потенциал покоя, — это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны в условиях покоя. В среднем у клеток возбудимых тканей он достигает 50—80 мВ, со знаком «—» внутри клетки. Обусловлен преимущественно ионами калия. Как известно, в клетках возбудимых тканей концентрация ионов калия достигает 150 ммоль/л, в среде — 4—5 ммоль (ионов калия намного больше в клетке, чем в среде). Поэтому по градиенту концентрации калий может выходить из клетки, и это происходит с участием калиевых каналов, часть которых открыта в условиях покоя. В результате из-за того, что мембрана непроницаема для анионов клетки (глутамат, аспартат, органические фосфаты), на внутренней поверхности клетки образуется избыток отрицательно заряженных частиц, а на наружной — избыток положительно заряженных частиц. Возникает разность потенциалов. Эта ситуация описывается уравнением Нернста:

П - ПХ Л* Кв ** (формула другая)

F ** Ki ■

Чем выше концентрация калия в среде — тем меньше это отношение, тем меньше величина мембранного потенциала. Однако расчетная величина, как правило, ниже реальной, Например, по расчетам МП должен быть -90 мВ, а реально -70 мВ. Это расхождение обусловлено тем, что ионы натрия и хлора тоже вносят свой вклад в создание МП. В частности, известно, что натрия больше в среде (140 ммоль/л против 14 ммоль/л внутриклеточной). Поэтому натрий может войти в клетку. Но большая часть натриевых каналов в условиях покоя закрыта. Поэтому в клетку входит лишь небольшая часть ионов натрия. Но и этого достаточно, чтобы хотя бы частично компенсировать избыток анионов. Ионы хлора, наоборот, входят в клетку (частично) и вносят отрицательные заряды. В итоге величина мембранного потенциала определяется в основном калием, а также натрием и хлором. Для того чтобы МП поддерживался на постоянном уровне, необходимо поддержание ионного гетерогенитета — ионной асимметрии. Для этого, в частности, служит калий-на- триевый насос (и хлорный), который восстанавливает ионную асимметрию, особенно после акта возбуждения. Доказательством калиевой природы МП является наличие зависимости: чем выше концентрация калия в среде, тем меньше величина МП. Для дальнейшего изложения важно понятие; деполяризация (уменьшение МП, например, от минус 90 мВ до минус 70 мВ) и гиперполяризация — противоположное явление.

Вопрос 2 Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью. Обмен газов как результирующая трех процессов – вентиляции легких, перфузии легких (легочного кровотока) и диффузии газов.

Обмен газов в легких определяется такими факторами как вентиляция легких, перфузия, т. е. интенсивность кровотока через легкие, и процесс диффузии.

Диффузия газов осуществляется через легочную мембрану — это многослойный «пирог», представленный пленкой сурфактанта, эпителием альвеолы, интерстицием (2 основные мембраны), эндотелием капилляра и слоем плазмы. Толщина этой мембраны около 1 мкм. При патологии, например, при отеке легких или при фиброзах легких, толщина мембраны может существенно возрастать, что нарушает процесс диффузии газов. В цепом, у человека площадь легочной мембраны, через которую осуществляется диффузия, в норме составляет 50—80 м2. При резекции легких, при ателектазе, при пневмонии эта площадь значительно уменьшается, что снижает диффузионные процессы.

Процесс диффузии описывается первым законом диффузии Фнка: диффузионный поток, т. е. количество вещества, проходящего через площадь слоя А за единицу времени, — прямо пропорционален градиенту давления (Р, —Р2) и площади А и обратно пропорционален толщине слоя (1).

 (формула)

где К — коэффициент      диффузии (коэффициент Крога), или

диффузионная проводимость, который зависит от природы газа. Для углекислого газа он в 20—25 раз выше, чем для кислорода. Закон Фнка показывает факторы, от которых зависит скорость диффузии. В клинической практике широко используется понятие «диффузионная способность легких» (ДСЛ): это отношение объема газа,

продиффундировавшего через легочную мембрану за 1 минуту в расчете на 1 мм рт. ст. градиента давления. Контакт крови с альвеолярным воздухом происходит за 0,3—0,7 с. За этот период времени осуществляется полное выравнивание парциальных давлений (напряжений) газа. Учитывая, что процесс связывания кислорода гемоглобином протекает еще быстрее — за несколько милисекунд, — то процесс диффузии и насыщения крови кислородом и отдача углекислого газа происходит в полном объеме за 0,3—0,7 с. Соотношение между объемом вентиляции и объемом перфузии является важным фактором газообмена. В легких, несмотря на существование альвеолярно-капиллярного рефлекса, регулирующего соотношение между вентилируемыми альвеолами и процессом их перфузии, возникает ситуация, при которой имеет место не только анатомическое мертвое пространство, но и альвеолярное мертвое пространство, т. е. имеются вентилируемые альвеолы, лишенные кровотока. Поэтому при расчете объема вентиляции легких учитывается объем физиологического мертвого пространства (суммы анатомического и альвеолярного мертвых пространств). В норме объем вентиляции легких составляет примерно 0,8 от объема перфузии легких (80%). В положении «лежа» в силу гидростатического давления легкое равномерно снабжается кровью: верхушки, средние области и основание получают примерно одно и то же количество крови. В положении «сидя» верхушки легких снабжаются кровью хуже (примерно на 15% меньше, чем в положении «лежа»), а стоя — на 25% меньше. Таким образом, перфузия легких максимальна в положении «лежа». Поэтому при необходимости увеличить диффузию газов у человека его следует перевести в позу «лежа». Отметим, что наиболее опасным состоянием для газообмена является отек легких: при этом газам приходится проходить через легочную мембрану, насыщенную водой. Известно, что С02 в жидкости диффундирует примерно в 13000 раз, а кислород — в 300000 раз медленнее, чем в газовой среде.

Вопрос 3 Проприоцептивная сенсорная система, или двигательный анализатор. Рецепторный, проводниковый и корковый отделы проприоцептивного анализатора.

Билет 4