1.1.1. Классификация раздражителей

1. По биологической значимости на адекватные и неадекватные. Адекватным считается такой раздражитель, к восприятию которого данная биосистема специально приспособилась в процессе эволюции. Так, для органа зрения адекватна видимая часть спектра электромагнитных волн (свет), для органа слуха – звук определенной частоты и т.д. К неадекватным относят раздражители, не являющиеся в естественных условиях средством возбуждения данной биосистемы, но, тем не менее, способные при достаточной силе вызвать возбуждение (например, удар по глазному яблоку вызывает ощущение света).

2. По качественному признаку выделяют физические (температурные, звуковые, световые, электрические, механические и др.) и химические раздражители.

3. По количественному признаку все раздражители в зависимости от их энергии (силы) подразделяют на подпороговые (1-2), пороговые (2), сверхпороговые (2-3), максимальные (3) и сверхмаксимальные (3-4).

Минимальная сила раздражителя, необходимая для возникновения минимального по величине возбуждения, называется порогом возбуждения. Раздражители, сила которых ниже порога возбуждения, рассматриваются как подпороговые. Если сила раздражения превосходит порог возбуждения, величина ответной реакции биосистемы возрастает вплоть до известного, определенного для каждого живого образования предела. Дальнейшее увеличение силы раздражителя уже не ведет к росту ответной реакции. Раздражители минимальной силы, вызывающие наибольший (максимальный) ответ, называют максимальными. Раздражители, сила которых незначительно меньше или больше максимальной, называют, соответственно, субмаксимальными и супермаксимальными.

1.1.2. Структура мембраны возбудимых клеток

Решающую роль в функционировании возбудимых клеток играет плазматическая мембрана. Это эластичная структура толщиной от 7 до 11 нм. Согласно жидкостно-мозаичной модели Сингера-Николсона матрикс мембраны образуют липиды (гликолипиды, холестерол и фосфолипиды). Липиды имеют гидрофильную головку и гидрофобный хвост, поэтому в жидкой среде они располагаются в два ряда. Двухслойная пленка липидов непроницаема для большинства веществ. Главными функциональными элементами мембраны являются белки (25-75% по массе). Они пронизывают мембрану или закреплены в одном слое.

Молекулы белка образуют:

- белки-каналы или белки-переносчики (осуществляют избирательную диффузию веществ через мембрану);

- белки-насосы (осуществляют активный транспорт веществ через мембрану);

- структурные белки (обеспечивают соединение клеток в ткани и органы);

- ферменты (облегчают или замедляют биохимические реакции);

- рецепторы («узнают» то или иное биологически активное вещество).

1.1.3. Различия состава внутриклеточной и интерстициальной жидкостей.

В организме различают несколько видов жидкостей. Внутриклеточная жидкость отделена от внеклеточной жидкости клеточной мембраной. Внеклеточная жидкость состоит из тканевой жидкости и плазмы крови в сосудистой системе. Интерстициальная жидкость отделяется от плазмы капиллярным эндотелием. Концепция внутренней среды в организме согласуется с понятием интерстициальной жидкости. Существует свободный обмен воды и растворенных веществ между межклеточной жидкостью и плазмой через кровеносные капилляры. С другой стороны, обмен основных веществ между тканевой жидкостью и внутриклеточной жидкостью строго регулируется и происходит через плазматическую мембрану клетки.

Трансцеллюлярная жидкость является частью внеклеточной жидкости и включает в себя такие эпителиальные выделения, как спинномозговая и экстраокулярная жидкости.

Сложное строение мембраны обусловливает различия состава внутриклеточной и интерстициальной жидкостей. Внутриклеточная жидкость обладает высокой концентрацией [Na +], низкой концентрацией [K +] и высоким содержанием белка, в то время как обратное верно для внетриклеточной жидкости.