Действие электрического тока на возбудимые ткани
Влияние длительного постоянного тока
При замыкании электрической цепи в I фазу длительного действия постоянного тока под катодом наблюдается снижение мембранного потенциала на 3-5 мВ (деполяризация) и возбудимость увеличивается. Под анодом - мембранный потенциал возрастает на 3-5 мВ (гиперполяризация) и возбудимость снижается. Этот пассивный сдвиг потенциала говорит об электротонических изменениях или электротоне (рис.23). Под катодом развивается катэлектротон, при котором наблюдается снижение мембранного потенциала, увеличение белкового обмена, повышение проницаемости для ионов натрия, а под анодом, наоборот, повышается мембранный потенциал, уменьшается белковый обмен, снижается проницаемость для ионов натрия - анэлектротон.
Во II фазу к сдвигам мембранного потенциала присоединяется и изменение критического потенциала и развиваются катодическая депрессия и анодическая экзальтация (рис.23).
Катодическая депрессия. Под катодом развивается смещение уровня критической деполяризации вверх (рис.24), за счет инактивации натриевых каналов, и возбудимость снижается. Это явление называется аккомодацией.
В результате этого в клетке развиваются низкоамплитудные потенциалы действия и ответная реакция на действие раздражителя снижается.
Анодическая экзальтация. Под анодом вследствие длительного действия электротока уровень критического потенциала смещается вниз (рис.18). При этом уменьшается порог деполяризации и возбудимость увеличивается вследствие повышения натриевой проницаемости.
Влияние кратковременного постоянного тока
Еще в 1859г. Пфлюгер показал, что при кратковременном действии электротока на клетку возбуждение возникает только в момент замыкания цепи под катодом и в момент размыкания цепи под анодом (рис.18). Это получило название – закона полярного действия. Объясняется он тем, что под катодом при замыкании цепи возникает частичная деполяризация мембраны клетки, так как катод электроотрицателен. А в области действия анода заряд клетки наоборот гиперполяризуется и возбуждения при замыкании
не возникает. Это связано с тем, что при действии анода уровень критической деполяризации (Екр) сдвигается в сторону поляризации клетки, а при размыкании цепи мембранный потенциал возвращается к исходной величине и достигает Екр, вследствие чего возникает возбуждение (рис.24).
Особенности физиологии возбудимых тканей у детей
Особенности физиологии нервов
Проводимость новорожденного ребенка ниже, чем у взрослого в два раза и скорость проведения возбуждения составляет около 50% от таковой у взрослых. Проведения возбуждения по нервным волокнам плохо изолировано.
В процессе взросления нервные волокна миелинизируются, увеличивается диаметр осевого цилиндра и волокна в целом, а чем толще становится волокно, тем меньше продольное сопротивление ионному току. Это приводит к тому, что скорость распространения ПД увеличивается. У детей он достигает показателей взрослого человека к 5-9 годам для разных нервных волокон. Так, передние спинномозговые корешки созревают к 2-5 году жизни, а задние спинномозговые корешки – к 5-9 году.
Возбудимость нервных волокон новорожденного значительно ниже, чем у взрослого. Характеристикой этого является хронаксия, величина которой в несколько раз выше; потенциал покоя, который у детей значительно ниже. Низкая величина потенциала покоя связана с тем, что клеточная мембрана имеет высокую ионную проницаемость и постоянно происходит утечка ионных токов. Это приводит к снижению трансмембранной разности ионов (градиенту концентрации) и приводит к формированию низкой амплитуды потенциала действия в сочетании с большей его продолжительностью и отсутствием реверсии.
В процессе роста проницаемость мембраны уменьшается и мембранный потенциал достигает показателей взрослого человека. Соответственно увеличивается и амплитуда потенциала действия, скорость проведения ПД возрастает, так как при высокой амплитуде легче вызвать возбуждение соседнего участка волокна.
У плода и ребенка первых лет жизни мякотные волокна плохо миелинизированы и каналы для натрия и калия располагаются равномерно. В онтогенезе волокно миелинизируется, ионные каналы концентрируются в перехватах Ранвье, расстояние между перехватами увеличивается. Это характеризует структурную зрелость мякотных волокон. В безмякотных волокнах распределение ионных каналов остается равномерным.
Лабильность нервных волокон новорожденных также низка. У детей более старшего возраста она увеличивается за счет снижения длительности рефрактерного периода и увеличения скорости проведения возбуждения.
Особенности физиологии мышц
Возбудимость мышц новорожденного очень низка. Показателем этого является высокая хронаксия и большой порог деполяризации.
У новорожденного МП миоцитов составляет -20-40мВ. Трансмембранная разность ионов К+ и Nа+ невысока. Поэтому и величина ПД также небольшая. Кроме того, отмечается длительность фаз абсолютной и относительной рефрактерности.
В процессе роста проницаемость мембраны уменьшается, работа ионных насосов улучшается и увеличивается МП и ПД.
Лабильность детей ниже, чем у взрослых вследствие большой длительности рефрактерных фаз. с возрастом происходит укорочение фаз абсолютной и относительной рефрактерности и как следствие возрастание скорости проведения возбуждения и увеличению быстроты движений.
Проводимость. Низкая у новорожденных скорость проведения ПД, с возрастом увеличивается. К этому приводит увеличение толщины мышечного волокна и увеличение амплитуды потенциала действия, так как снижается сопротивление ионному току и быстрее развивается возбуждение на соседнем участке мембраны.
Сократимость. Одиночные сокращения мышц новорожденного замедленны – как фаза укорочения, так и фаза расслабления - и характеризуется большим временем сокращения. В мышцах ребенка быстрее накапливаются продукты метаболизма и, поэтому, тетанус имеет пологое начало и постепенное расслабление, как тетанус утомленной мышцы. Мышцы отвечают тоническим сокращением на раздражители любой частоты и сокращаются без пессимального торможения столько, сколько действует раздражитель. Это связано с недостаточной зрелостью мионевральных синапсов.
У новорожденных отсутствует разделение мышц на быстрые и медленные, но уже с первых дней жизни у ребенка начинается постепенная дифференцировка, характерная для взрослых.
Эластичность мышц новорожденного выше, чем у взрослого и с возрастом уменьшается. А упругость и прочность, наоборот, увеличиваются.