10

Физиология возбудимых тканей

Лекция 1

Тема: Законы реагирования возбудимых тканей на раздражение.

Оценка возбудимости

План лекции:

1. Понятие о раздражимости и возбудимости как основе реагирования тканей на раздражение.

2. Строение и основные свойства клеточных мембран и ионных каналов.

3. Мембранный потенциал покоя и его происхождение.

4. Потенциал действия и механизм его происхождения. Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия. Пассивные и активные сдвиги потенциала.

5. Законы раздражения возбудимых тканей. Лабильность.

Все живые клетки обладают раздражимостью, т.е. способностью под влиянием определенных факторов внешней или внутренней среды, так называемых раздражителей, переходить из состояния физиологического покоя в состояние активности. Однако термин «возбудимые клетки» применяют лишь по отношению к нервным, мышечным и секреторным клеткам, которые в ответ на действие раздражителя генерируют электрические потенциалы.

Первые данные о существовании биоэлектрических явлений («животное электричество») были получены XVIII в. при изучении природы электрического разряда, наносимого некоторыми рыбами при защите и нападении. Многолетний научный спор (1791 —1797) между физиологом Л. Гальвани и физиком А. Вольта о природе «животного электричества» завершился двумя крупными открытиями:

• были установлены факты, свидетельствующие о наличии электрических потенциалов в нервной и мышечной тканях,

• открыт новый способ получения электрического тока при помощи разнородных металлов — создан гальванический элемент.

Однако первые прямые измерения потенциалов в живых тканях стали возможны только после изобретения гальванометров. Дальнейшие успехи в изучении биоэлектрических явлений были связаны с усовершенствованием техники регистрации электрического потенциала и методов их отведения от одиночных возбудимых клеток. С помощью внутриклеточных микроэлектродов удалось произвести прямую регистрацию электрических потенциалов клеточных мембран. Успехи электроники позволили разработать методы изучения ионных токов, протекающих через мембрану при изменениях мембранного потенциала или при действии на мембранные рецепторы биоло­гически активных соединений. В последние годы разработан метод, позволяющий регистрировать ионные токи, протекающие через одиночные ионные каналы.

Различают следующие основные виды электрических ответов возбудимых клеток:

• локальный ответ;

• распространяющийся потенциал действия и сопровождающие его следовые потенциалы;

• возбуждающие и тормозные постсинаптические потенциалы;

• генераторные потенциалы и др.

В основе всех этих колебаний потенциала лежат обратимые изменения проницаемости клеточной мембраны для определенных ионов. В свою очередь изменение проницаемости является следствием открывания и закрывания существующих в клеточной мембране ионных каналов под влиянием действующего раздражителя.

Изучение электрических потенциалов, сопровождающих процессы возбуждения и торможения в живых тканях, имеет важное значение, как для понимания природы этих процессов, так и для выявления характера нарушений деятельности возбудимых клеток при различных видах патологии.

В современной клинике особенно широкое распространение получили методы регистрации электрических потенциалов сердца (электрокардиография), мозга (электроэнцефалография) и мышц (электромиография).