Вплив постійного струму на живі тканини

Проходження постійного струму через живу тканину, що є електролітом, викликає в ній ряд фізіологічних змін, пов'язаних з переміщенням аніонів і катіонів.

Основні закономірності дії постійнс'го струму на ткани­ни тварин були викладені в 60-х роках минулого століття (Дюбуа-Реймон, Пфлюгер) у вигляді полярного закону, фі­зіологічного електротону та закону скорочень.

Суть полярного закону полягає в тому, що постійний струм подразнює тканину в момент замикання або розмикання електричного ланцюга. Ткакина подразню­ється не на всьому її протягу між електродами, а в місці входу (анод) і виходу (катод) струму. У момент замикан­ня збудження виникає на катоді, а в момент розмикання — на аноді. Подразнюючи нервово-м'язовий препарат постій­ним струмом, розрізняють низхідне направлення струму — катод ближче до м'яза та висхідне — анод ближче до м'яза.

Про виникнення збудження на полюсах (на аноді або на катоді) можна переконатися на такому досліді. Нерв нервово-м'язового препарату кладемо на неполяризуючі електроди. Підібравши середню силу струму, спостерігає­мо скорочення м'яза лише при замиканні і розмиканні струму. Порушивши провідність нерва між електродами краплею міцного розчину аміаку, через 4—5 х'в подразнює­мо нерв при низхідному та висхідному струмі. При низхід­ному струмі м'яз реагує лише на удар при замиканні. Збуд­ження, що виникає при розмиканні на аноді, не проходить через уражену ділянку нерва. При висхідному струмі ско­рочення м'яза настає лише в момент розмикання ланцюга, тому що анод знаходиться поряд з м'язом; збудження з катода не може пройти через змертвілу ділянку нерва і м'яз не скорочується.

Причину описаних явищ слід шукати у зміні потенціалу спокою клітини. Відомо, що подразнення викликає збуд­ження в тому випадку, коли висхідна величина мембран­ного потенціалу спокою досягає критичного рівня деполя­ризації, тобто у випадку порушення рівноваги між позитив­но зарядженою зовнішньою поверхнею клітинної мембрани і негативно зарядженою цитоплазмою.

При змиканні постійного струму частина іонів калію і натрію спрямовується до катода, завдяки чому позитивний заряд мембрани тут знижується і настає пасивна деполяри­зація її. Деполяризація збільшує пористість мембрани, і іони натрію переміщуються в клітину, в результаті чого настає збудження. У зоні анода замикання постійного стру­му супроводжується збільшенням позитивного заряду зов­нішньої частини клітинної мембрани за рахунок віддачі аніонами свого заряду. Пасивна гіперполяризація, що ви­никає, не порушує проникності мембрани і збудження не настає. Розмикання струму швидко повертає потенціал спокою до початкового рівня. При цьому виникає різка де­поляризація, яка викликає збудження на аноді.

Результати досліджень Пфлюгера свідчать про те, що постійний електричний струм не тільки збуджує нерв, а й значно змінює його збудливість та провідність. Особливо ці зміни виявляються у місцях входу та виходу струму. При замиканні постійного струму збудливість і провідність нер­ва підвищуються в ділянці катода і знижуються в ділянці акода. Розмикання постійного струму викликає у нерві зворотні зміни: у ділянці анода збудливість і провідність короткочасно підвищуються, в ділянці катода — знижу­ються. •

Ці зміни нерва зумовлені впливом постійного (гальва­нічного) струму, отримали назву фізіологічного електротону. Зміни збудливості та провідності на ка­тоді називаються 'кателектротоном, а на аноді — а не л ектрот он ом.

Ефект дії постійного струму на живу тканину залежить рід сили, а в деяких випадках від спрямування струму.

При слабкому струмі, що відповідає пороговій силі, зміни виникають на катоді, тому скорочення м'яза настає лише під час замикання струму незалежно від його напрямку. Фізико-хімічні зміни в ділянці анода при розмиканні не­значні і не викликають збудження. Струм середньої над-порогової сили викликає скорочення м'яза в момент зами­кання і розмикання.

При сильному низхідному струмі замикання, що викли­кає збудження на катоді, дає скорочення м'яза. При роз­миканні збудження, що виникає на аноді, блокується в ді­лянці катода різким зниженням збудливості та провідності. При сильному висхідному струмі замикання не супровод­жується скороченням м'яза, тому що збудження з катода не може пройти через ділянку зниженої збудливості та про­відності на аноді. При розмиканні струму потік нервових імпульсів від анода вільно досягає м'яза.

Описані закономірності у фізіології одержали назву закону скорочення (табл.47).

Слабкий Скорочення Спокій Скооочення Спокій

Середній ” Скорочення ” Скорочення

Сильний ” Спокій Спокій ”

Використання постійного струму знайшло широке за­стосування у клініці. Його застосовують для підвищення або зниження чутливості різних ділянок тіла.