Сущность процесса возбуждения

Сущность заключается в различной проницаемости мембраны для разных ионов. При действии раздражителя на клетку возбудимой ткани изменяется проницаемость ее мембраны: обычно сначала для и быстро возвращается к норме, а затем для и быстро возвращается к норме. Вследствие этого ионы быстро перемещаются согласно электрохимическому градиенту (совокупность концентрационного и электрического градиентов) – это и есть процесс возбуждения, основой которого является МП.

Первые исследования электрической активности тканей были проведены Луиджи Гальвани. Он обратил внимание на сокращение мышц препарата задних лапок лягушки, подвешенной на медном крючке при соприкосновении с железными перилами балкона. Исходя из этого, он сделал вывод, что сокращение лапок вызвано «животным электричеством», которое возникает в спинном мозге и передается по металлическим проводникам (крючку и перилам) к мышцам, - это первый опыт Гальвани.

Его соотечественник Алессандро Вольта внимательно изучил электрическую цепь, которой пользовался Гальвани, и доказал, что это явление физическое. Цепь включала разные металлы. Следовательно, ток вызывался сопротивлением разнородных металлов, соединенных солевым раствором. Нервно - мышечный препарат служил всего навсего чувствительным гальванометром, то есть проводником электричества.

Однако, Гальвани не мог признать свое поражение, он усовершенствовал опыт, исключив из него металлы. Он препарировал седалищный нерв вдоль бедра лапки лягушки, затем набрасывал нерв на мышцы голени, это вызывало сокращение мышцы. Этим он доказал существование «животного электричества», то есть биоэлектрического явления - это второй опыт Гальвани.

Бернштейн разработал мембранную теорию возникновения электрических потенциалов в живых клетках. Согласно этой теории, в состоянии покоя между наружной и внутренней сторонами мембраны существует разность потенциалов – МП (ПП), причем поверхность клетки электроположительна по отношению к цитоплазме. Во время возбуждения мембрана теряет свойство полупроницаемости, изменяется мембранный потенциал (МП), снижается до нуля и развивается потенциал действия (ПД).

С помощью биопотенциалов осуществляется: передача информации и местная обработка информации. В связи с чем, выделяют 2 вида биопотенциалов:

- распространяющиеся потенциалы (потенциал действия) – для передачи информации;

- местные потенциалы – для местной обработки информации. К ним относят разновидности биопотенциалов (локальные ответы, рецепторные потенциалы, синаптические потенциалы).

Эти два вида обладают противоположными свойствами.

Сравнительные свойства локального потенциала и потенциала действия Локальный потенциал

При раздражении возбудимой ткани не всегда возникает ПД. В частности, если сила раздражителя мала, деполяризация не достигает критического уровня, не возникает импульсное, распространяющееся возбуждение. В этом случае ответ ткани на раздражение будет носить форму локального потенциала.

Свойства ЛП:

1. Возникает при действии подпороговых раздражителях, суммируется;

2. Не подчиняется закону «Все или ничего», а подчиняется закону силы, возрастает с увеличением силы раздражителя;

3. Амплитуда 10- 40 мВ;

4. Распространяется на 1-2 мм, с затуханием;

5. Возбудимость ткани при возникновении потенциала возрастает.

Свойства ПД:

1. Возникает при действии надпороговых, пороговых раздражителях, не суммируется;

2. Подчиняется закону «Все или ничего»;

3. Амплитуда 80 – 130 мВ;

4. Распространяется на большие расстояния без затухания по всей длине волокна, с учетом длины конечностей;

5. Возбудимость ткани при возникновении потенциала уменьшается вплоть до полной невозбудимости (рефрактерности).