Կենսաէլեկտրական պոտենցիալներ

Կենսաէլեկտրական պոտենցիալներ, բիոէլեկտրական պոտենցիալներ, էլեկտրական պոտենցիալներ. առաջանում են մարդու, կենդանիների ու բույսերի հյուսվածքներում, առանձին բջիջներում և հանդիսանում են գրգռման, արգելակման պրոցեսների կարևորագույն բաղադրամասը։ Կենսաէլեկտրական պոտենցիալներ առկայությամբ են պայմանավորված բժշկագիտության մեջ լայն տարածում գտած
 էլեկտրակարդիոգրաֆիայի, 
էլեկտրաէնցեֆալոգրաֆիայի, 
էլեկտրամիոգրաֆիայի մեթոդները։

Պատմություն
Կենդանի օրգանիզմում կենսաէլեկտրական պոտենցիալների գոյության մասին առաջին տվյալներն ստացել են 18-րդ դարում, էլեկտրական օրգաններ ունեցող որոշ ձկների հետազոտությունից։ Իտալացի ֆիզիոլոգ, բժիշկ Լուիջի Գալվանիի ուսումնասիրությունները կենսաէլեկտրական պոտենցիալների վերաբերյալ գիտության առաջացման հիմք դարձան։ Կատարվեց 2 խոշոր հայտնագործություն, փաստեր կուտակվեցին կենդանի հյուսվածքներում կենսահոսանքների առկայության մասին, և բացահայտվեց տարբեր մետաղների օգնությամբ էլեկտրական հոսանք ստանալու նոր սկզբունքը։

Հայտնաբերում 
Գերմանացի ֆիզիոլոգ էմիլ Դյուբուա-Ռայմոնը ապացուցեց կենսաէլեկտրական պոտենցիալների առկայությունը մկաններում ու նյարդերում՝ հանգստի և գրգռման վիճակում։ Նյարդային և մկանային բջիջների կենսաէլեկտրական պոտենցիալները բաժանվում են. 
հանգստի, 
գործողության, 
ետսինապսային 
 գեներատորային պոտենցիալների։

Հանգստի պոտենցիալ 
Հանգստի պոտենցիալ (ՀՊ, հանգստի թաղանթային պոտենցիալ), հանգստի շրջանում կենդանի բջջի պրոտոպլազմայի արտաքին մակերևույթի և ներքին պարունակության միջև առկա է պոտենցիալների տարբերություն, որը 60-90 մվ է։ Թաղանթի արտաքին մակերևույթի նկատմամբ ներքինը լիցքավորված է էլեկտրաբացասական։ Յուլիուս Բեռնշտայնի (1902, 1912), Ալան Հոջկինի և Բորիս Կացի (1947) ուսումնասիրությունները պարզել են, որ ՀՊ պայմանավորված է հանգստի վիճակում գտնվոդ թաղանթով К+-իոնների ընտրողական թափանցելիությամբ։ К+-ի կոնցենտրացիան պրոտոպլազմայում մոտ 50 անգամ մեծ է, քան բջջից դուրս եղած հեղուկում։ Այդ պատճառով К+-ը դիֆուզվելով բջջի ներսից դեպի արտաքին միջավայր՝ իր հետ տանում է դրական լիցքեր։ Թաղանթի ներսի կողմը, որն անթափանցելի է խոշոր օրգանական անիոնների համար, լիցքավորվում է բացասական։ Քանի որ հանգստի վիճակում Na+-֊իոնների թափանցելիությունը թաղանթով մոտ 100 անգամ փոքր է К+-ի թափանցելիությունից, ապա Na+-ի դիֆուզիան թաղանթով դեպի պրոտոպլազմա աննշան նվազեցնում է ՀՊ։ Կմախքային մկանաթելերում ՀՊ-ի առաջացման պրոցեսում մեծ է Cl-իոնների դիֆուզիան դեպի պրոտոպլազմա։

Գործողության պոտենցիալ  
Գործողության պոտենցիալ (ԳՊ), բոլոր գրգռիչները բջջի վրա ազդելով առաջացնում են ՀՊ-ի նվազում, և երբ այն հասնում է կրիտիկական արժեքի (շեմքի), առաջանում է ակտիվ պատասխան՝ ԳՊ։ ԳՊ-ի վերընթաց փուլում կարճատև փոփոխվում է թաղանթի ներքին մակերևույթը, վերալիցքավորվում է և դառնում դրական պոտենցիալ։ ԳՊ առավելագույն արժեքին հասնելով սկսում է նվազել, և թաղանթի մակերևույթի պոտենցիալը վերադառնում է ելակետային վիճակին՝ ՀՊ-ի արժեքին։ ՀՊ-ի լրիվ վերականգնումը տեղի է ունենում միայն պոտենցիալի հետքային ապաբևեռացման կամ հիպերբևեռացման ավարտից հետո, որոնց տևողությունը նշանակալիորեն գերազանցում է ԳՊ-ի պիկի տևողությանը։

Թաղանթային տեսության համաձայն գրգռիչի ազդեցությամբ թաղանթի ապաբևեռացումն առաջ է բերում Na+-իոնների հոսքի ուժեղացում դեպի պրոտոպլազմա, որը փոքրացնում է թաղանթի ներքին կողմի բացասական պոտենցիալը և մեծացնում ապաբևեռացումը։ Դա իր հերթին հասցնում է Na+-ի թափանցելիության հետագա բարձրացման և ապաբևեռացման նոր մեծացման։ Նշված պրոցեսի շնորհիվ տեղի է ունենում թաղանթային պոտենցիալի փոփոխություն, որը բնորոշ է ԳՊ-ին։ N+-իոնների թափանցելիության բարձրացումը (մեծացումը) կարճատև է, որին հաջորդում է անկումը, հետևաբար իոնների հատի նվազումը դեպի պրոտոպլազման։ Ի տարբերություն Na+-ի K+-ի թափանցելիությունը շարունակում է աճել, որը հանգեցնում է բջջից K+-իոնների արտահոսքին։ Այս փոփոխությունների շնորհիվ ԳՊ սկսում է նվազել, որը տանում է ՀՊ-ի վերականգնման։

Հետսինապսային պոտենցիալներ  
Հետսինապսային պոտենցիալներ (ՀՍՊ), առաջանում են նյարդային և մկանային բջիջների թաղանթների այն մասերում, որոնք անմիջապես սահմանակից են սինապսային վերջույթներին։ Ունեն մի քանի մվ ամպլիտուդ, 10-15 մվրկ տևողություն։ ԵՍՊ ենթաբաժանվում է 2 տիպի՝ 
դրդող ՀՍՊ (ԴՀՍՊ) 
արգելակող՝ (ԱՀՍՊ)։

Ի տարբերություն գործողության պոտենցիալի, հետսինապսային պոտենցիալների տատանասահմանը աստիճանաբար մեծանում է նյարդային վերջույթից արտադրվող մեդիատորի քանակության ավելացման հետ։

Դրդող ՀՍՊ (ԴՀՍՊ) 
Առաջինն իրենից ներկայացնում է ենթասինապսային թաղանթի տեղային ապաբևեռացում, որը պայմանավորված է համապատասխան մեդիատորի ազդեցությամբ (օրինակ, ացետիլխոլինը նյարդերի և մկանների միացման տեղում)։ ԴՀՍՊ-ն, որոշ շեմքային արժեքի հասնելով, բջջում առաջացնում է ԳՊ։

Արգելակող՝ ՀՍՍՊ 
ԱՀՍՊ արտահայտվում է թաղանթի գերբևեռացմամբ, որը պայմանավորված է արգելակող մեդիատորի ազդեցությամբ։

Գեներատորային պոտենցիալներ 
Գեներատորային պոտենցիալներն առաջանում են զգացող նյարդային վերջույթների՝ ռեցեպտորների թաղանթում։ Արտաքինից նման են ԳԵՍՊ-ին, նրանց ամպլիտուդը մի քանի մվ է և կախված է ռեցեպտորի վրա կիրառված գրգռիչի ուժից։ Գեներատորային պոտենցիալների իոնային մեխանիզմն անբավարար է ուսումնասիրված։ Կլինիկայում կենսաէլեկտրական պոտենցիալները գրանցվում են մաշկի վրա դրվող էլեկտրոդների միջոցով։

Գրականություն 
Экклс Дж., Физиология нервных клеток, перевод с английского, М., 1959; 
Ходжкин А., Нервный импульс, перевод с английского, М., 1965

Կենսաֆիզիկա
Բժշկական ախտորոշում
Էլեկտրաֆիզիոլոգիա