3.2. Открытие «животного электричества» и его сущность

В конце XVIII в. профессор анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани провел ряд опытов, положивших начало целена­правленным исследованиям биоэлектрических явлений. В первом опыте, подвешивая препарат обнаженных задних лапок лягушек с помощью медного крючка на железной решетке, Гальвани обнаружил, что всякий раз при касании мышцами решетки они отчетливо сокращались. Гальвани высказал предположение, что сокращение мышц является следствием воздействия на них электричества, ис­точником которого выступают «животные ткани» - мышцы и нер­вы. Однако другой итальянский исследователь - физик и физиолог Вольта оспорил это заключение. По его мнению, причиной сокра­щения мышц явился электрический ток, возникающий в области контакта двух разнородных металлов (меди и железа - гальваниче­ская пара) с тканями лягушки. Для проверки своей гипотезы Галь­вани поставил второй опыт, в котором нерв нервно-мышечного препарата набрасывали на мышцу стеклянным крючком так, чтобы он касался поврежденного и неповрежденного ее участков. В этом случае мышца также сокращалась, что является доказательством «животного электричества».

Впервые регистрация биоэлектрических явлений была осуществ­лена с помощью гальванометра, одну из клемм которого присоеди­няли к поврежденному участку мышцы, другую - к неповрежденному (Маттеучи, 1838). При этом стрелка гальванометра отклонялась. Размыкание цепи гальванометра сопровождалось возвращением стрелки в прежнее - нулевое - положение. В настоящее время сущест­вует много различных вариантов регистрации биоэлектрических яв­лений, но их можно объединить в две основные группы: по местопо­ложению электродов (внутриклеточное и внеклеточное отведение) и по числу отводящих электродов (монополярное, биполярное, муль-типолярное отведения). Электроды могут быть металлическими и стеклянными. В случае монополярного отведения один электрод ак­тивный, второй - индифферентный, его площадь в десятки раз боль­ше, чем площадь активного электрода. При внутриклеточном отве­дении применяется стеклянный микроэлектрод, который представля­ет собой микропипетку с диаметром кончика 0,5-1,0 мкм. Микро­электрод заполняют ЗМ КС1. В широкую часть его вставляют сереб­ряную проволочку, которую соединяют с регистрирующим устрой­ством. Индифферентным внеклеточным электродом является хлори­рованная серебряная пластинка. При внутриклеточном отведении клетка способна функционировать в течение нескольких часов. Мик­роэлектродный способ регистрации биопотенциалов обеспечил изу­чение механизмов формирования электрических зарядов клеткой, возникновения возбуждения в живых клетках. Однако еще задолго до появления микроэлектродной техники (конец XIX в.) стало ясно, что «животное электричество» обусловлено процессами, происходящими на клеточной мембране (Герман, Дюбуа-Реймон, Бернштейн). В на­стоящее время достаточно хорошо изучены механизмы формирова­ния мембранного потенциала покоя и мембранного потенциала дейст­вия, т.е процесса возбуждения клетки.