2.4. Гомеостаз

Внутренняя среда организма, в которой живут все его клетки, — это кровь, лимфа, межтканевая жидкость. Ее характеризует от­носительное постоянство — гомеостаз различных показателей, так как любые ее изменения приводят к нарушению функций кле­ток и тканей организма, особенно высокоспециализированных клеток центральной нервной системы. К таким постоянным пока­зателям гомеостаза относятся температура внутренних отделов тела, сохраняемая в пределах 36-37° С, кислотно-основное равновесие крови, характеризуемое величиной рН = 7.4-7.35, осмотическое дав­ление крови (7.6-7.8 атм.), концентрация гемоглобина в крови — 130-160 г-л-' и др.

Гомеостаз представляет собой не статическое явление, а динами­ческое равновесие. Способность сохранять гомеостаз в условиях по­стоянного обмена веществ и значительных колебаний факторов внешней среды обеспечивается комплексом регуляторных функ­ций организма. Эти регуляторные процессы поддержания динами­ческого равновесия получили название гомеокинеза.

Степень сдвига показателей гомеостаза при существенных ко­лебаниях условий внешней среды или при тяжелой работе у боль­шинства людей очень невелика. Например, длительное изменение рН крови всего на 0.1 -0.2 может привести к смертельному исходу. Однако в общей популяции имеются отдельные индивиды, обла­дающие способностью переносить гораздо большие сдвиги показа­телей внутренней среды. У высококвалифицированных спортсме­нов-бегунов в результате большого поступления молочной кисло­ты из скелетных мышц в кровь во время бега на средние и длинные дистанции рН крови может снижаться до величин 7.0 и даже 6.9. Лишь несколько человек в мире оказались способными подняться на высоту порядка 8800 м над уровнем моря (на вершину Эвереста) без кислородного прибора, т. е. существовать и двигаться в услови­ях крайнего недостатка кислорода в воздухе и, соответственно, в тканях организма. Эта способность определяется врожденными особенностями человека — так называемой его генетической нор­мой реакции, которая даже для достаточно постоянных функцио­нальных показателей организма имеет широкие индивидуальные различия.

2.5. Возникновение возбуждения и его проведение

2.5.1. Мембранные потенциалы История открытия биопотенциалов в живых тканях

Экспериментальное доказательство наличия «животного электричества» представил профессор Болонского университета (Италия|) Л.Гальвани в своём труде «Сила электричества при мышечном движении». Науке известны его два классических опыта.

1. Первый опыт Гальвани (1786). Л.Гальвани изучал действий атмосферного электричества на препарат задних лапок лягушки. Для этого он подвешивал этот препарат (вместе с кусочком позвоночника) на медном крючке перил балкона. Однажды он увидел, как под влиянием ветра лапки | дотрагивались до железных перил и сокращались. Гальвани сделал вывод, что спинной мозг является источником электрического тока, который, однако, себя никак не проявляет, пока не замкнута электрическая цепь. Когда лапки касаются перил, цепь замыкается, и они сокращаются. Однако это было ошибочное заключение. На ошибку указал профессор физики того же университета А.Вольта, который доказал, что источником тока в опыте Гальвани являются разнородные металлы — медь крючка и железо перил. Тогда Гальвани ставит свой второй опыт, который безапелляционно доказывает существование электрического тока в мышечной ткани.

2. Второй опыт Гальвани (1794). Все инструменты в опыте был стеклянными. Стеклянной палочкой Гальвани набрасывал нерв нервно-мышечного препарата лягушки на мышцы голени этого же препарата - и они сокращались в том случае, если нерв касался одновременно неповреждённой и повреждённой поверхности. Гальвани делает правильный вывод, что источником электрического тока, вызывающим сокращение мышц голени, являются сами мышцы. Дюбуа-Реймон - основоположник электрофизиологии - назвал этот опыт истинным основным опытом нервно-мышечной физиологии.

После открытия Л.Гальвани «животного электричества» начинается интенсивное изучение этого явления - это опыт «вторичного тетануса» Маттеучи, исследования Дюбуа-Реймона, Германа, Введенского и др. В результате этих исследований было высказано предположение, что биопотенциалы возникают на поверхностной мембране клетки.