Bài gi ng Ơ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ Ỹ THUẬT Khoa KHƯ – ĐHB – ĐHQG TP M 2006 Chương CƠ SỞ ĐIỆN SINH HỌC Mục tiêu: • Xác ñịnh mối liên hệ nồng ñộ ion dòng chuyển dời c a ion • Định nghĩa ñiện tĩnh ñộng c a màng tế bào • Mô tả ảnh hưởng mật ñộ ion ñến thay ñổi ñiện màng tế bào • Định nghĩa ñịnh luật Fick ñịnh luật Ohm • n biể bi u thức tính toán sở hiệu Nerst • n biểu thức tính toán sở cân onnan • Mô hình mạch ñiện tương ñương màng tế bào mạch Thévenin tương ñương • Tìm hiểu mô hình odgkin xley ñiện màng tế bào Chương 3: Cơ sở ñi n sinh h c Bài gi ng Ơ KỸ THU T Y SINH – Ngành VẬT LÝ Ỹ THUẬT Khoa KH – HB – HQG TP HCM 2006 Điện màng tế bào • Lịch sử: Thí nghiệm Galvani (1791) di n giải Volta • Đư c tạo nên khác biệt phân bố ion màng tế bào Hiện tư ng ñó ñư c tạo nên tính thẩ th u có ch n c màng tế bào ñối v i ion • Điện tế bào ñóng vai trò quan trọng ñối v i t bào th n kinh • Điện tĩnh: Vm=vi – vo, v i vi: ñiện bên màng, vo: ñiện bên thường quy c mV • Đối v i phầ ph n l n tế bào, Vm~-60mV • Điện ñộng - hoạt cực khử cực Chương 3: Cơ sở ñi n sinh h c Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các ñịnh luậ lu t vật lý sở • Định luật Fick J: dòng ion khuếch tán : mật ñộ ion x: ñộ dày màng tế bào : hệ số khuếch tán • Định luật Ohm : dòng ion dịch chuyển ñiện trường : ñộ linh ñộng ion Z: số Z ion V: hiệu qua màng; dv/dx = (-E) • Biểu thức Einstein k: số Bolzmann 1,38.10-23J/K T: nhiệt ñộ tuyệt ñối q: ñô l n ñiện tích Chương 3: Cơ sở ñiện sinh học Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Hiệu màng t nh – Ph trình Nersnt • Sử dụng ñịnh luật vật lý sở dẫn biểu thức c a phương trình Nersnt sau: • Ở nhiệt ñộ phòng: kT/q = 26mV Chương 3: Cơ sở ñiện sinh học Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Hiệu màng t nh – S cân b ng onnan • Ở trạng thái cân Nersnt ñối với K+ Clphải nhau: • Biểu thức ñư c gọi cân Donnan Chương 3: Cơ sở ñiện sinh học Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Hiệu màng t nh – Ph.trình • oldman ương trình oldman biểu thị ñiện màng tế bào ñối v i nhiều loại ion thẩm th u ñược, ví dụ ñ.v tế bào có ion K+, Na+ CL-: • Với PX ñộ thẩm th u c a ion X Chương 3: Cơ sở ñiện sinh học Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Mô hình m ch ñiện tương ñương màng tế bào • Mô hình mạch ñiện tương ñương màng tế bào giúp tính toán ñơn giản tính toán ñiện tế bào phức h p (như mô hình ñiện ñộng HodgkinHuxley chẳ ch ng hạn) • Các linh kiện ñiện tương ñương: Nguồ Ngu n ñiện ñộng E Điện trở: R=1/G Tụ ñiện - ñiện dung màng tế bào ~ µF Chương 3: Cơ sở ñiện sinh học Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Phương pháp giả gi i mô hình mạ m ch ñi n tương ñương màng tế bào • Mô hình mạch tương ñương Thevenin VTh Vm RTh EK IRK RNa RK RNa RK • Mô hình ñiện ñộng odgkin Huxley uxley (Seminar) Chương 3: Cơ sở ñiện sinh học ... thức Einstein k: số Bolzmann 1 ,38 .10-23J/K T: nhiệt ñộ tuyệt ñối q: ñô l n ñiện tích Chương 3: Cơ sở ñiện sinh học Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG... ñiện bên thường quy c mV • Đối v i phầ ph n l n tế bào, Vm~-60mV • Điện ñộng - hoạt cực khử cực Chương 3: Cơ sở ñi n sinh h c Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD... ñịnh luật vật lý sở dẫn biểu thức c a phương trình Nersnt sau: • Ở nhiệt ñộ phòng: kT/q = 26mV Chương 3: Cơ sở ñiện sinh học Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD