Cтраница 3
Разность биоэлектрических потенциалов наблюдается не только между клеткой и средой, но и участками тканей растения с неодинаковым уровнем метаболических процессов, например между освещенным и затененным участком листа. Существует градиент потенциалов между стеблем и корнем, отдельными зонами корня и стебля. Биоэлектрические потенциалы растений исследуют на разных уровнях - клеточном ( крупные клетки водорослей, корневые волоски), тканевом и целостного растения. Природа электрических потенциалов легче может быть понята при изучении электрических свойств крупных одиночных клеток харовых водорослей. [31]
Биоэлектрические потенциалы обусловлены асимметричным распределением ионов между клеткой и средой. Концентрация калия всегда значительно выше внутри растительных клеток, чем в окружающем растворе, а кальция - наоборот. Это объясняется тем, что ионные насосы поверхностных клеточных мембран накачивают ионы калия внутрь клеток и выкачивают из них ионы кальция и тем самым создают и поддерживают разность биоэлектрических потенциалов. [32]
В настоящее время многие физиологи считают, что возникновение биоэлектрических потенциалов связано с неравномерным распределением ионов в тканях. Предполагают, что катионы ( например, К) легче проходят на поверхность клетки ( поскольку оболочка клетки в разной мере проницаема для ионов), чем анионы. Благодаря этому создается биоэлектрический потенциал покоящейся клетки. Проницаемость клеточных мембран меняется особенно в момент возбуждения, в результате возникает ток действия. [33]
Биоэлектрические потенциалы действия непосредственно связаны с важнейшими физиологическими функциями распространения и передачи возбуждения. Благодаря связи с метаболическими процессами и физиологическим состоянием клеток биопотенциалы являются чувствительным и точно измеримым показателем физиологических изменений в клетках при различных процессах возбуждения, непрерывно сопровождающих явления жизнедеятельности. На этом основано применение электрокардиографии в изучении биотоков сердца и электроэнцефалографии в изучении биотоков мозга, имеющее, как известно, весьма большое значение в физиологии и медицине. Наконец, можно указать, что биоэлектрические потенциалы у некоторых видов организмов являются основным средством нападения и защиты. [34]
Рбъем материала данной книги в основном соответствует действующей программе курса. Некоторые разделы изложены в книге полнее, чем это предусмотрено программой. Дополнительно включены те вопросы, знакомство с которыми полезно для более цельного изложения того или иного раздела данного курса или для изучения последующих дисциплин. В главу Электродвижущие силы введено сверх программы два параграфа: 1) Биоэлектрические потенциалы и 2) Свинцовый аккумулятор. Учитывая важную роль, которую играют суспензии и эмульсии в сельскохозяйственной науке и практике, автор ввел отдельную небольшую главу, посвященную грубодисперсным системам. Разделы, касающиеся растворов высокомолекулярных соединений, изложены в соответствии с теми взглядами, которые развиты советскими учеными, главным образом В. А. Каргиным с сотрудниками. [35]
Следующее пятилетие, 1966 - 1970 гг., характеризуется своеобразным пиком в развитии исследований в области общей физиологии нервной системы. Они были направлены, во-первых, на изучение физических и химических основ физиологических процессов в клетках и тканях и, во-вторых, на дальнейшую разработку проблем физиологии нейрона и синаптической передачи. Исследования реакций нейронов на синаптиче-ское и непосредственные воздействия осуществлялись в условиях внутри - и внеклеточного отведения биоэлектрических потенциалов. [36]
Большое значение имеет применение пористых мембран для электродиализа. При достаточно высокой пористости мембран число переноса ионов в мембранах мало изменяется по сравнению с водным раствором. При малой величине пор получаются мембраны с высокой ионной избирательностью, так называемые электрохимически активные мембраны. Одной из важных областей использования избирательных мембран является применение их в качестве мембранных электродов. Этим путем можно удобно измерять активность многих ионов в растворах ( в том числе в биологически важных системах), для которых не существует специальных обратимых электродов, например анионов F -, NO, СЮ, СН3СОО -, JO -, катионов Li, К, Na, Rb, Cs, Mg2, Ca2, МЩ и др.; кроме того, можно производить различные электрометрические титрования, измерения доннановского распределения ионов, биоэлектрических потенциалов и др. Измерения скорости переноса радиоактивных изотопов катионов Na, Zn2 и Cd2 в избирательных мембранах использовались для определения их коэффициентов диффузии. [37]