Уравнение Ходжкина Хаксим.
Впервые материальная модель распределения нервного импульса в аксоне была предложена в 1961 г. Ходжкином и Хаксимом. При построении математической модели распределения импульсов в активной среде необходимо учитывать изменение проводимости мембран для ионов калия, натрия и некоторых других видов ионов. Для этого в модели использовались проводимость мембран для различных ионов. Построение модели опиралось на два предложения:
1. Ионы калия проникают через мембрану при сдвиге потенциала до критического льшь тогда, когда вблизи калиевого канала присутствуют 4 активирующие этот процесс частицы.
максимальное удельная электропроводимость мембраны при всех открытых калиевых каналов.
h – вероятность подхода к каналу одной активной части.
2. Ионы натрия проникают через мембрану лишь в том случае, если в близи канала находится 3 активных частицы и одна блокирующая.
мах. удельная электропроводимость мембран при всех открытых натриевых каналов.
m – вероятность подхода к каналу одной активной частоты.
n – вероятность подхода к каналу одной блокирующей частицы.
На основании экспериментальных данных, а именно за счёт измерения токов через мембрану гигантского аксона при различных напряжениях, было установлено, что суммарный ток мембраны складывается из следующих токов:
- ток смещения
- ёмкость.
- ток ионов калия
- ток ионов натрия
Суммарный ток возникающий за счёт других ионов.
Т.о. полный ток
Т.о. ток через мембрану зависит от приложенного напряжения и от вероятности подхода активирующих и блокирующих частиц к ионным каналом. Для их определения была использована следующая система уравнений составленная из законов кинетики:
- константа которая зависит от потенциала на мембране и могут быть определены экспериментально. В зависимости от значений напряжений изменяются величины коэффициентов и соответственно изменяется вклад в общий ток тех или иных ионов, так при достижении потенциала 112мВ происходило открытие каналов Na, при других потенциалах больший вклад давали ионы К.
Нервное волокно можно представить в виде эквивалентной элементарной схемы с распределёнными параметрами в качестве активного сопротивления, увеличивающего амплитуду сигналов вводится генератором ионов K, Na и др. т.е. схема может быть представлена:
Уравнение распространения нервного импульса вдоль такой линии с некоторой константой скоростью описывается волновым уравнением:
Для распределения импульса, вдоль волокна который соответствует форме нервного волокна.
Сила тока в волноводе имеет вид:
х – координата, вдоль которой, распространяется волна.
- сопротивление цитоплазмы.
Объединяя полученное выражение, для силы тока Х и х получим уравнение для определения скорости:
В соответствии с уравнением теоретически получено значение скорости распространения, экспериментально получим значение
Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 1182;