Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
І. Законы раздражения
|
|
Пороговый потенциал (Δ V) — это минимальная величина, на которую надо уменьшить мембранный потенциал покоя, чтобы вызвать возбуждение (ПД). Δ V и возбудимость клеток находятся в обратных соотношениях: небольшая величина Δ V свидетельствует о высокой возбудимости клетки. Если, например, уменьшение мембранного потенциала (частичная деполяризация) на 5—10 мВ вызывает возникновение ПД, то возбудимость клетки высока. Напротив, большой Δ V (30—40 мВ) свидетельствует о более низкой возбудимости клетки. Однако во всех случаях ПД возникает только при достижении критического уровня деполяризации клеточной мембраны (Екр.).
Все возбудимые клетки (ткани) обладают рядом общих физиологических свойств (законы раздражения), краткая характеристика которых приводится ниже. Универсальным раздражителем для возбудимых клеток является электрический ток.
· Закон силы для простых возбудимых систем («все или ничего»)
Простая возбудимая система – это одна возбудимая клетка, которая реагирует на раздражитель как единое целое.
При подпороговых значениях раздражающего тока возбуждение (ЭП, ЛО) носит местный (не распространяется), градуальный (сила реакции пропорциональная силе действующего стимула) характер. На пороговое раздражение клетка дает сразу максимальный ответ, причем при дальнейшем повышении силы раздражения величина ответа не изменяется.
· Закон силы для сложных возбудимых систем.
Сложная возбудимая система – система, состоящая из множества возбудимых элементов (мышца включает множество двигательных единиц, нерв – множество аксонов). Отдельные элементы системы имеют неодинаковые пороги возбуждения.
Для сложных возбудимых систем амплитуда ответа пропорциональна силе действующего раздражителя (при значениях силы раздражителя от порога возбуждения самого легковозбудимого элемента до порога возбуждения самого трудновозбудимого элемента). Амплитуда ответа системы пропорциональна количеству вовлеченных в ответ возбудимых элементов. При возрастании силы раздражителя в реакцию вовлекается все большее число возбудимых элементов.
· Закон силы-длительности
Эффективность раздражителя зависит не только от силы, но и от времени его действия. Сила раздражителя, вызывающего процесс распространяющегося возбуждения, находится в обратной зависимости от длительности его действия. Графически эта закономерность выражается кривой Вейсса.
Минимальную силу раздражителя, вызывающую возбуждение, называют реобазой. Наименьшее время, в течение которого должен действовать раздражитель силой в одну реобазу, чтобы вызвать возбуждение, называют полезным временем. Для более точной характеристики возбудимости используют параметр хронаксия. Хронаксия – минимальное время действия раздражителя в 2 реобазы, необходимое для того, чтобы вызвать возбуждение.
· Закон крутизны нарастания силы раздражителя
Для возникновения возбуждения имеет значение не только сила и время действия тока, но и скорость нарастания силы тока. Для возникновения возбуждения сила раздражающего тока должна нарастать достаточно круто. При медленном нарастании силы тока происходит явление аккомодации - возбудимость клетки снижается. В основе явления аккомодации лежит повышение КУД вследствие постепенной инактивации Na+-каналов.
· Полярный закон
Деполяризация, повышение возбудимости и возникновение возбуждения происходят при действии на клетку выходящего тока. При действии входящего тока происходит противоположные изменения – гиперполяризация и снижение возбудимости, возбуждение не возникает. За направление тока принимают направление от области положительного заряда к области отрицательного заряда.
При внеклеточном раздражении возбуждение возникает в области катода (–). При внутриклеточном раздражении для возникновения возбуждения необходимо, чтобы внутриклеточный электрод имел положительный знак.
· Лабильность
Мерой лабильности является максимальное число ПД, которое ткань может воспроизвести в 1с без искажений. Если частота раздражения превышает величину лабильности, то возникает ее трансформация. Для воспроизведения возбудимой тканью импульсов без искажения интервал между раздражающими импульсами должен равняться или быть чуть больше длительности абсолютной рефрактерной фазы.
В эксперименте лабильность исследуют с помощью регистрации максимального числа ПД, которое может воспроизвести клетка при увеличении частоты ритмического раздражения.
Лабильность различных тканей существенно различается. Так, лабильность нерва равна 500—1000, мышцы — около 200, нервно-мышечного синапса — порядка 100 импульсов в секунду.
Лабильность ткани понижается при длительном бездействии органа и при утомлении, а также в случае нарушения иннервации.
Лабильность может изменяться в ходе ритмического раздражения нерва или мышцы, так как в ритмическом ряду волны возбуждения взаимодействуют друг с другом. Это взаимодействие в одних случаях может приводить к падению лабильности, в других, напротив, — к ее повышению.
При постепенном увеличении частоты ритмического раздражения лабильность ткани повышается, т.е. ткань отвечает более высокой частотой возбуждения по сравнению с исходной частотой. Это явление открыто А.А.Ухтомским и получило название усвоение ритма раздражения. Примером усвоения ритма может служить эксперимент Г.Мевеса на изолированном нервном волокне лягушки. Одиночное нервное волокно раздражали ритмическими стимулами частотой 460 в секунду. На каждый стимул возникал потенциал действия. Затем повышали частоту стимуляции до 740 в секунду. Вначале волокно отвечало только на каждый второй стимул, т.е. происходила трансформация ритма раздражения. Однако после нескольких секунд такого раздражения волокно начало усваивать навязанный ему ритм, и частота ответов повысилась до 740 импульсов в секунду. Усвоение ритма связано с убыстрением тех процессов обмена веществ, которые обеспечивают активное «выкачивание» из цитоплазмы в наружный раствор ионов Na+, проникших через мембрану во время возбуждения.
В то же время переход от умеренной (оптимальной) к чрезмерной (пессимальной) частоте или силе раздражения вызывает смену возбуждения торможением при обычном функциональном состоянии объекта.
Однако подобную смену возбуждения торможением можно получить при действии одного и того же раздражителя с характеристиками, оптимальными для здоровой ткани, если последнюю подвергнуть воздействиям, изменяющим функциональное состояние, в частности, снижающим ее лабильность. При этом развиваются явления, которым Н.Е.Введенский дал название — парабиоз. Парабиоз — состояние ткани, лабильность которой не удовлетворяет требованиям раздражителя, что затрудняет возникновение и распространение возбуждения.
По мере углубления парабиотического состояния раздражимость ткани проходит несколько стадий. Начальная уравнительная стадия состоит в том, что даже в пределах сил раздражения, обычных для интактной ткани, более сильные раздражители оказывают для парабиотического участка пессимальными, вызывают торможение и их эффекты уравниваются с эффектами от слабых раздражений. Следующая парадоксальная стадия наступает, когда парабиоз достигает степени, при которой относительно сильные раздражения оказываются настолько пессимальными, что становятся менее эффективными, чем слабые раздражения. Наконец, тормозная стадия характеризуется таким низким уровнем лабильности парабиотического участка, при котором каждое раздражение вызывает только торможение.
.
ІІ. Кривая Гоорвега-Вейса-Лапика
Зависимость между силой раздражителя и продолжительностью его воздействия, необходимого для возникновения минимальной ответной реакции живой структуры, очень хорошо можно проследить на так называемой кривой силы – времени (рис.9)
рис.9