Bàigi ảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH –Ngành V ẬT LÝ KỸ THUẬT -Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006

Chương 33 Chương ĐIỆỆN SINH H

N SINH HỌỌCC

CƠCƠ SSỞỞ ĐI

nn MMụụcc tiêutiêu::

•• XXáácc đđịịnhnh mmốốii liênliên hhệệ gigiữữaa nnồồngng đđộộ ion dòng ion vvàà dòng

chuyểểnn ddờờii ccủủaa ionion chuy

•• ĐĐịịnhnh nghnghĩĩaa điđiệệnn ththếế ttĩĩnhnh vvàà đđộộngng ccủủaa mmààngng ttếế bbààoo •• MôMô ttảả ảảnhnh hưhưởởngng mmậậtt đđộộ ion ion đđếếnn ssựự thay thay đđổổii điđiệệnn ththếế

mmààngng ttếế bbààoo

•• ĐĐịịnhnh nghnghĩĩaa đđịịnhnh luluậậtt FickFick vvàà đđịịnhnh luluậậtt OhmOhm •• DDẫẫnn rara bibiểểuu ththứứcc vvàà ccáácc ttíínhnh totoáánn cơcơ ssởở hihiệệuu ththếế

Nerst Nerst

•• DDẫẫnn rara bibiểểuu ththứứcc vvàà ccáácc ttíínhnh totoáánn cơcơ ssởở ssựự câncân bbằằngng

Donnan Donnan

•• MôMô hhììnhnh cơcơ bbảảnn vvềề mmạạchch điđiệệnn tương đương ccủủaa mmààngng

venin tương

ttếế bbààoo vvàà mmạạchch ThThéévenin •• TTììmm hihiểểuu vvềề mômô hhììnhnh Hodgkin tương đương đương tương đương Hodgkin--Huxley Huxley vvềề điđiệệnn ththếế

mmààngng ttếế bbààoo

Chương 3: Cơ sở điện sinh học

Bàigi ảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH –Ngành V ẬT LÝ KỸ THUẬT -Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006

ĐiĐiệện thn thếế mmààng tng tếế bbààoo

Galvani (1791) vvàà didiễễnn gigiảảii ccủủaa VoltaVolta

nghiệệmm Galvani (1791) •• LLịịchch ssửử: : ThThíí nghi •• ĐưĐượợcc ttạạoo nênnên do do ssựự khkháácc bibiệệtt vvềề phânphân bbốố ionion trong

trong vvàà

ngongoààii mmààngng ttếế bbààoo. . HiHiệệnn tưtượợngng đđóó đưđượợcc ttạạoo nênnên do do ttíínhnh ion. ththẩẩmm ththấấuu ccóó chchọọnn llọọcc ccủủaa mmààngng ttếế bbààoo đđốốii vvớớii ccáácc ion. •• ĐiĐiệệnn ththếế ttếế bbààoo đđóóngng vaivai tròtrò quanquan trtrọọngng đđốốii vvớớii ttếế bbààoo ththầầnn

kinhkinh

trong mmààngng, ,

•• ĐiĐiệệnn ththếế ttĩĩnhnh: : VmVm=vi =vi –– vovo, , vvớớii vi: vi: điđiệệnn ththếế bênbên trong 0 mV. vovo: : điđiệệnn ththếế bênbên ngongoààii thưthườờngng quyquy ưướớcc bbằằngng 0 mV.

60mV. , Vm~--60mV.

•• ĐĐốốii vvớớii phphầầnn llớớnn ccáácc ttếế bbààoo, Vm~ •• ĐiĐiệện thn thếế đ độộng ng -- ssựự hohoạạt ct cựực vc vàà khkhửử ccựựcc

Chương 3: Cơ sở điện sinh học

Bàigi ảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH –Ngành V ẬT LÝ KỸ THUẬT -Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006

CCáác đc địịnh lunh luậật vt vậật lý cơ s

t lý cơ sởở

•• ĐĐịịnh lu

t Fick nh luậật Fick J: dòng ion khuếếch tch táánn nn J: dòng ion khu nn I: mI: mậật đt độộ ion ion nn Dx:Dx: đ độộ ddàày my mààng tng tếế bbààoo nn D: hD: hệệ ssốố khukhuếếch tch táánn

•• ĐĐịịnh lu

nh luậật Ohmt Ohm I: dòng ion dịịch chuy

ch chuyểển trong đi

n trong điệện trưn trườờngng

linh độộng cng củủa iona ion

nn I: dòng ion d nn mm: : đđộộ linh đ nn Z: sZ: sốố Z cZ củủa iona ion nn V: hiV: hiệệu thu thếế qua mqua mààng; dv/dx = (

ng; dv/dx = (--E)E)

Bolzmann 1,38.10--2323J/KJ/K

c Einstein •• BiBiểểu thu thứức Einstein nn k: hk: hằằng sng sốố Bolzmann 1,38.10 nn T: nhi nn q:q: đô l

T: nhiệệt đt độộ tuytuyệệt đt đốốii đô lớớn đin điệện tn tíích ch

Chương 3: Cơ sở điện sinh học

Bàigi ảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH –Ngành V ẬT LÝ KỸ THUẬT -Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006

HiHiệệu thu thếế mmààng tng tĩĩnh nh –– Ph. tr

nh Nersnt Ph. trìình Nersnt

nh luậật vt vậật lý cơ s t lý cơ sởở, c, cóó ththểể ddẫẫn ra bi n ra biểểu u

•• SSửử ddụụng cng cáác đc địịnh lu ththứức cc củủa a phương tr phương trìình Nersnt như sau:: nh Nersnt như sau

phòng: kT/q = 26mV •• ỞỞ nhinhiệệt đt độộ phòng: kT/q = 26mV

Chương 3: Cơ sở điện sinh học

Bàigi ảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH –Ngành V ẬT LÝ KỸ THUẬT -Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006

HiHiệệu thu thếế mmààng tng tĩĩnh nh –– SSựự cân b

ng Donnan cân bằằng Donnan

•• ỞỞ trtrạạng th i cân bằằng th ng thếế Nersnt đ Nersnt đốối vi vớới K+ v i K+ vàà ClCl--

ng tháái cân b ng nhau: phphảải bi bằằng nhau:

(cid:240)(cid:240)

•• BiBiểểu thu thứức trên đư c trên đượợc gc gọọi li làà ssựự cân b ng Donnan cân bằằng Donnan

Chương 3: Cơ sở điện sinh học

Bàigi ảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH –Ngành V ẬT LÝ KỸ THUẬT -Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006

nh Goldman HiHiệệu thu thếế mmààng tng tĩĩnh nh –– Ph.trPh.trìình Goldman

nh Goldman biểểu thu thịị đi điệện thn thếế mmààng tng tếế bbàào o

i nhiềều lou loạại ion th i ion thẩẩm thm thấấu đưu đượợc, vc, víí ddụụ đ đ.v. t .v. tếế

•• Phương tr Phương trìình Goldman bi đđốối vi vớới nhi bbàào co cóó ccáác ion K+, Na+ v c ion K+, Na+ vàà CLCL--::

a ion X. •• VVớới Pi PXX llàà đ độộ ththẩẩm thm thấấu cu củủa ion X.

Chương 3: Cơ sở điện sinh học

Bàigi ảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH –Ngành V ẬT LÝ KỸ THUẬT -Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006

n tương ch điệện tương

Mô hMô hìình mnh mạạch đi đương củủa ma mààng tng tếế bbààoo đương c

•• Mô hMô hìình mnh mạạch đi

n đơn giảản n

n tương ch điệện tương đương củủa ma mààng tng tếế bbàào co cóó đương c ththểể gigiúúp tp tíính to nh toáán đơn gi ccáác tc tíính to nh toáán đin điệện thn thếế ttếế bbàào o như trong mô hìình nh phphứức hc hợợp (p (như trong mô h ng Hodgkin-- điđiệện thn thếế đ độộng Hodgkin Huxley chẳẳng hng hạạn)n) Huxley ch

n tương c linh kiệện đin điệện tương

•• CCáác linh ki đương:: đương

nn NguNguồồn đin điệện đn độộng Eng E

: R=1/G nn ĐiĐiệện trn trởở: R=1/G

nn TTụụ đi

điệện dung m

n dung mààng ng

điệện n -- đi ttếế bbàào ~ o ~ mmFF

Chương 3: Cơ sở điện sinh học

Bàigi ảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH –Ngành V ẬT LÝ KỸ THUẬT -Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006

i mô hìình mnh mạạch đi

n tương ch điệện tương

Phương phááp gip giảải mô h Phương ph đương củủa ma mààng tng tếế bbàào o đương c

ch tương đương Thevenin •• Mô hMô hìình mnh mạạch tương đương Thevenin

V

E

=

=

+

Th

V m

K

IR K

R

=

Th

. RR Na K R R + K

Na

•• Mô hMô hìình đi

nh điệện thn thếế đ độộng Hodgkin

Huxley (Seminar) ng Hodgkin-- Huxley (Seminar)

Chương 3: Cơ sở điện sinh học