Биофизика (биология мамандығының студенттеріне)

№7 аптаның практикалық жұмысы

1.     Ұлпалар мен мүшелерде биопотенциалдардың пайда болу механизмі, тірі ағзадағы  потенциалдың мәні

Ұлпалар мен мүшелерде пайда болған потенциалдарды биопотенциалдар деп атайды. Яғни тірі ағза ұлпалары мен мүшелері электропотенциалдар көзі болып табылады. Биологиялық ұлпалар мен мүшелерде электр өрісі болады, бұл өрісті биопотенциал деп аталатын шама анықтайды. Ұлпалар мен мүшелерде биопотенциалдар пайда болуына байланысты: фазалық, диффузиялық және мембраналық потенциалдар болып бөлінеді. Олардың әрқайсысы организмде белгілі қызмет атқарып, ағза мембранасы мен жасушасының биопотенциалдық проццесін қамтамсыз етеді. Биопотенциал деп ағзаның екі нүкте арасындағы потенциалдар айрымын және мембрананың ішкі және сыртқы орта арасындағы потенциалдар айырымын айтады.

Ұлпалар мен мүшелерде биопотенциалдардың пайда болу механизмі: ұлапалар мен мүшелердегі биопотенциалдардың пайда болу механизмі жайлы теорияны Бернштейн ұсынды. Ол бойынша мүшелер мен ұлпалардағы биопотенциалдар мембрананың иондары таңдап өткізуінен мембрананың іші мен сыртқы орталығындағы иондардың концентрациясының әр түрлі болуынан пайда болады деп есептеледі.

  Тірі ағзада биоэлектрлік потенциалдардың пайда болуы жасуша мембранасында әр түрлі физика - химиялық  градиенттердің болуына байланысты. Оған мысал ретінде, жүректің биопотенцалын алсақ болады. Биопотенциал мембранаға калий мен натрий элементтерінің мембранаға тасымалдануынан бастау алып пайда болады.  Тыныштық күйде миокарда жасушасы калий мен натрий иондарының концентрациясының айырмасы есебінен поляризацияланады. Қозу импульсі өткенде натрий тез жасушаға кіріп, ал потенцмал диполь түзе отырып, қарама-қарсы жаққа қарай өзгереді. Биопотенциалдың пайда болуы барысында тірі ағзада калий иондары 30 есе көп болады, ал натрий 10 есе аз болады. Электр векторы арқылы биопотенциалдың жүруі барысында диполь түзейді.

Тірі ағзадағы биопотенциалдар арқылы мембранадағы барлық биофизикалық процесстер жүзеге асады. Жүректің автономды соғысы реттеледі. Тірі ағзадағы потенциалдардың пайда болғандығынан оларды зерттеу әдістері пайда болды. Олар:

Эйнтховен теориясының негізі неде?

Эйнтховен теориясы бойынша жүректің әрбір бөлігін біртекті өткізгізгіштік ортада орналасқан электрлік диполь ретінде қарастыруға болады. Диполь электр өрісін тудырады, ал оның потенциалдарын дене бетінде тіркеуге болады. Осы диполдың  электрлік моментінің векторы жүректің биопотенциалдарының айырымының нәтижесіндегі сипаттамасын береді. Бұл вектор жүректің электрлік векторы деп аталады.

Эйнтховен ойлап тапқан жүректің биопотенциалдарын ыңғайлы тіркейтін нүктелер жүйесі

Эйнтховен теориясы бірнеше принціптерден тұрады. Ол принціптер арқылыжүректің электрлік күйін біртекті өткізетін ортада орналасқан электрлік дипольмен модельдеуді ұсынды. Эйнтховен теориясының негізінде голланд физиологы Эйнтховеннің өзі кардиограмманы тіркеуді ұсынды, және сол арқылы жүректің электрлік активті қасиеттің бар екендігін анықтады. Эйтховен жүректегі электрлік қасиеттеріді жүректің өзінде емес, Жүректің биопотенциалын анықтайтын арнайы құрал ойлап тапты. Ол жүректің биопотенциалдарын ыңғайлы тіркейтін нүктелерді таңдап алып және тіркелетін сигнал мен өтетін процесстер арасындағы өзара байланысты анықтады.

Кардиограмма нені тіркейді және қандай тәуелділікті көрсетеді?

Кардиаграмма жүрек бұлшық етінде пайда болатын биоэлектрлік потенциалды тіркейді.

Кардиограмма жүрек бұлшықеттерінің жиырылуының электрлік потенциалын тіркейді.

ЭКГ-да негізінен 5 тісшені ажыратуға болады: P, Q, R, S, T

P тізшесі - жүрекшелер миокардының қозу үрдісін тіркесе;

QRS кешені - қарыншалар систоласын тіркейді;

ST сегменті және T тісшесі - қарыншалар миокардының реполяризация үрдісін тіркейді.

Кардиграфтың стандартты кабелі мынадай түстермен ажыратылады: қызыл, сары, жасыл және қара (оң қолға – қызыл, сол қолға – сары, сол аяққа – жасыл, оң аяққа – қара электрод жалғанады). Тармақтар арқылы PQRST (кейде U) тістерден тұратын  ЭКГ тіркеледі. Қалыпты жағдайда жүректің электр осі оңнан солға, жоғарыдан төмен  қарай бағытталады, бұрышы +20⁰ , +70⁰ тең. Бұлшықет жеке талшығының  ЭГ-да нөлдік горизонталь сызығы жазылады. Миокарда талшығы қозған кезде деполяризацияланған бөлігі тыныштық күйдегі бөлігімен салыстырғанда теріс зарядталады. RQ қанның жүрек құлақшасынан қарыншасына қарай қозғалысын көрсетеді. Қарыншалардың қозу уақыты QRS комплексінің енімен анықталады. Кардиограф: кіру құрылғысынан, биопотенциалдарды тіркейтін және күшейтетін құрылғылардын тұрады. Электр өрісінің кернеулігі дененің әртүрлі бөлігіне жапсырылған металл электродтар көмегімен алынады. Содан кейін   күшейткіш кірісіне тармақтар коммутаторы арқылы электр сигналы беріледі. Клиникада ЭКГ-ні тіркеу үшін 12 тармақты қамтитын жүйені алады. Стандартты түрде ЭКГ-ның уақытша сипатаммасын бағалау үшін, миокарда бойынша қозу өткендегі патологиялық үрдістерді анықтау үшін қолданылады. ЭКГ – жүректе қозған ұлпаның бетінде пайда болған тербелістердің потенциалдар айырымын жазу үшін қолданылады. Жүректің жиырылу жиілігін анықтауға болады. Тіркелуі: Қазіргі кезде ЭКГ аппараттарында әртүрлі моделді принтерлер пайдаланады, олар жазу кезіндегі дисплейдегі қисықты көруге мүмкіндік береді. Олар арқылы ЭКГ негізгі параметрлері жазылып, синдромалды қорытындысы шығарылады. 

Кардиограмманы пайдалана отырып, әртүрлі жүрек циклінің моменттерінде жүрек биопотенциалының мәнін анықтау

Электрокардиограф жүрек қызметін қисық сызықпен арасында интервалы бар толқын тҥрінде қағазға түсіреді. Осы сызықтарды пайдаланып, жүректің қызметін анықтайды. ЭКГ – жүректе қозған ұлпаның бетінде пайда болған тербелістердің потенциалдар айырымын жазу болып табылады. Кардиограф кіру құрылғысынан, биопотенциалдарды тіркейтін және күшейтетін құрылғылардын тұрады. Электр өрісінің кернеулігі дененің әртүрлі бөлігіне жапсырылған металл электродтар көмегімен алынады. Содан кейін   күшейткіш кірісіне тармақтар коммутаторы арқылы электр сигналы беріледі. Кардиографтың кіру блогының функциясы. Кіру блогы электродтардан, кардиографпен қосатын жалғағыш сымдардан, тіркеу үшін тармақты таңдауға мүмкіндік беретін тармақтарды қосқыштан тұрады. Электродтардың дұрыстығын алдын ала тексеру қажет. Ток өткізетін орта ретінде электрод пен тері арасына жылы ас тұзына малынған, кішкене сығылған дәке немесе фильтрлі қағаз қойылады. Электродтар аяқ пен қолдың төменгі жағына арнайы қыстырғышпен жалғанады. Жұмыс соңында электродтар жуылып және құрғақ болғанша сүртіліп қойылады.

Кардиограмманың интервалдары қалай белгіленеді? Суретін сал.

 

Кардиограмманың интервалдары

	Р тісшесі  PQ (PR) интервалы  QRS комплексі  ST (RT) сегменті  Т тісшесі		жүрекшелердің қозуы P тісшесінің басталу нүктесінен QRS комплексінің басталу нүктесіне дейінгі аралық ,                                                        яғни Q немесе R тісшесі – Р тісшесін қоса,  PQ сегментінің жүрекшелер арқылы қозуының өткізілуі,                                              қарыншалар миокардына дейін A-V түйініне импулстің өткізілуі қарыншалардың қозуы (деполяризация) QRS комплексінің соңғы нүктесінен T тісшесіне дейінгі аралық ерте  реполяризация Қозу жағдайынан тыныштық жағдайына қарыншалардың шығуы (реполяризация)

 

Бейнеде берілген PQ және RR белгісі аралығы интервал болып табылады. Кардиографиялық интервал дегеніміз-бір тісшенің басталуынан екінші тісшенің аралығына дейінгі бөлікті айтамыз. Бұл аралықтардың өзіндік уақыттық ұзақтығы болады. Интервалдық уақыттар жүрек жұмысының активтілігіне байланысты өзгереді.

2.     Интервалдардың уақыттық ұзақтығы қалай анықталады? Олардың мәні қандай?

Интервалдардың уақыттық ұзақтығы жүрек соғысының жиілігіне байланысты өзгереді. Интервал араларының уақыттық ұзақтығы ұзаққа  созылмайды, шамамен секундттарды алады.

         

Интервалдың уақыттық ұзақтықтары

Cуретте берілген интервалдардың уақыттық ұзақтықтары: RR - интервалы 1,0-0,60 с, PQ-0,12-0,2 c, QS-0,06-0,1 c

Интервалдың уақыттық ұзақтығының мәні секундтармен анықталады (сек). ЭКГ тіркеу кезінде PQ интервалының ұзақтығы жүрек соғу жиілігіне байланысты және науқас жасына қарай анықталады.

    Кардиографияғадағы тексерушінің жасы үлкен болған сайын жүрек соғысының жиілігі сирек және PQ (интервалының уақыттық ұзақтығы) ұзағырақ болады. Мәселен, 0,12-0,20 сек аралығы болады. Ал тексеруші де патологиялық белгі (қарыншалардың уақытынан бұрын қозу синдромы кезінде) анықталған кезде оның интервалдық көрсеткіші төмен болады. Мәселен, интервалдық уақыттың ұзақтылығы - 0,11 секунд немесе одан да көп болады. Интервалдардың уақыттық ұзақтығы жүрек жиілігі циклінің мәнін сипаттайды. Патологиялық белгілер орын алған кезінде интервалдық уақыт көрсеткіштері не азаяды, не көбейеді. Интервалдың уақыттық ұзақтығы жүректің жұмысына және жиілігіне байланысты болады.

Краткое описание документа:

Биофизика - биологиялық физика — тірі организмдерде жүретін физикалық және физикалық-химиялық процестерді, сондай-ақ, биологиялық жүйелердің ультрақұрылымын зерттейтін ғылым. Физика мен химия заңдылықтарын биологиялық құбылыстарды талдауға қолдану жөніндегі биофизикалық жеке зерттеулер XVII ғасырдан белгілі. Француз ғалымы Р. Декарт адам денесін күрделі машина деп, ал Италия ғалымы Л.Гальвани жануарлардың организміне электр тогымен әсер еткенде, олардың бұлшық етінің жиырылуын “жануарлардың электрлік қасиеті” деп қараған. XIX — XX ғасырларда энергияның сақталу және айналу заңы (Ю.Р.Майер), қозудың иондық теориясы, жарықтың биология құрылымдарға әсері (Г.Гельмгольц, П. П. Лазарев), тірі организмдердің мүшелері мен клеткаларындағы осмостық және биоэлектрлік қасиеттер (Э. Дюбуа-Реймон, Ю.Бернштейн, Ж.Леб, В.Нернст) зерттелді.