Тема 3: «Биоэлектрические явления: потенциал покоя и потенциал действия» введение

Возникновение и распространение возбуждения связано с изменением электрического заряда живой ткани, с там называемыми биоэлектрическими явлениями.

Электрические явления в животных организмах известны давно. Еще в 1776 г. они были описаны у электрического ската. Началом же экспериментального изучения электрических явлений в животных тканях следует считать опыты итальянского врача Луиджи Гальвани (1791). В опытах он использовал препараты задних лапок лягушки, соединенных с позвоночником. Подвешивая эти препараты на медном крючке к железным перилам балкона, он обратил внимание, что, когда конечности лягушки раскачивались ветром, их мышцы сокращались при каждом прикосновении к перилам. На основании этого Гальвани пришел к выводу, что подергивания лапок были вызваны "животным электричеством", зарождающимся в спинном мозге лягушки и передаваемым по металлическим проводникам (крючку и перилам балкона) к мышцам конечностей.

Против этого положения Гальвани о "животном электричестве" выступил физик Александр Вольта. В 1792 г. Вольта повторил опыты Гальвани и установил, что описанные Гальвани явления нельзя считать "животным электричеством". В опыте Гальвани источником тока служил не спинной мозг лягушки, а цепь, образованная из разнородных металлов, - меди и железа.

Вольта был прав. Первый опыт Гальвани не доказывал наличия "животного электричества", но эти исследования привлекли внимание ученых к изучению электрических явлений в живых образованиях.

В ответ на возражение Вольта Гальвани произвел второй опыт, уже без участия металлов. Конец седалищного нерва он набрасывал, стеклянным крючком на мышцу конечности лягушки; при этом также наблюдалось сокращение этой мышцы.

УчебныЙ вопрос № 1

§1. Основные свойства нервной клетки: раздражимость, возбудимость, проводимость.

Все клетки и ткани организма обладают раздражимостью, явля­ющейся общим свойством живой материи изменять свое состоя­ние при действии раздражителя. Реакции отдельных клеток, тка­ней на действие раздражителя могут быть разнообразны­ми: изменение интенсивности обмена веществ, рН, изменение проницаемости клеточной мембраны, движение ионов, электри­ческие явления, ускорение клеточного деления и роста, струк­турно-функциональные реакции, например выделение секрета железистыми клетками или сокращение мышечных клеток. Сте­пень выраженности возможных изменений может быть различной в зависимости от вида клеток или ткани, которые подвергаются действию раздражителя.

Раздражитель – это любое изменение внешней или внутрен­ней среды организма, воспринимаемое клетками и вызывающее ответную реакцию. По своей природе раздражители бывают физи­ческие (электрические, механические, температурные, световые) и химические. В зависимости от степени чувствительности клетки к раздражителям их подразделяют на адекватные и неадекватные. Адекватными называют такой раздражитель, к которому клетка обладает наибольшей чувствительностью вследствие наличия спе­циальных воспринимающих структур. Адекватными раздражите­лями нейронов являются медиаторы и электрические импульсы.

Из всех видов раздражителей в эксперименте чаще используют электрические, поскольку они универсальны, их легко дозиро­вать по силе, длительности, частоте и крутизне нарастания стимула.

Частый случай раздражимости — возбудимость.

Возбудимость – это свойство нейрона генерировать потенциал действия (ПД) на раздражение. Исходя из этого определения, не­обходимо отметить, что возбудимость является частным случаем наиболее общего свойства всех клеток – раздражимости.

К возбудимым клеткам относятся только те, которые генери­руют потенциал действия (ПД). Это мышечные и нервные клетки. Нередко к возбудимым тканям необоснованно относят и «желе­зистую ткань», хотя железистой ткани нет, а имеются различные железы и железистый эпителий как вид тканей. В процессе актив­ной деятельности железы в ней действительно регистрируются биоэлектрические явления, поскольку железа как орган состоит из различных клеток: соединительной ткани, эпителиальной, мышечной. ПД проводится по мембранам нервных и мышечных клеток, с его помощью передается информация и обеспечивается управление деятельностью клеток организма.

Невозбудимыми тканями являются эпителиальная и соедини­тельная (собственно соединительная, ретикулярная, жировая, хря­щевая, костная и гематопоэтические ткани в совокупности с кро­вью): их клетки не генерируют ПД при действии на них раздражителя.

Проводимость – это способность ткани и клетки проводить возбуждение. Процессы возбуждения и торможения нервных кле­ток (их показателем являются соответствующие электрические явления) обеспечивают выполнение их функций.