Проведение возбуждения по нерву

Нерву присущи два физиологических свойства – возбудимость и проводимость, т.е. способность на раздражение отвечать возбуждением и проводить его. Проведение возбуждения является единственной функцией нервов. От рецепторов они проводят возбуждение к центральной нервной системе, а от нее – к рабочим органам.

С физической точки зрения нерв очень плохой проводник. Его сопротивление в 100 млн раз больше, чем у медной проволоки того же диаметра, однако он отлично выполняет свою функцию, проводя импульсы без затухания на большое расстояние.

Согласно мембранной теории, каждый возбужденный участок приобретает отрицательный заряд. Так как соседний невозбужденный участок имеет положительный заряд, то два участка оказываются противоположно заряженными. При создавшихся условиях между ними потечет электрический ток. Этот местный ток является раздражителем для покоящегося участка, он вызывает его возбуждение и изменяет заряд на отрицательный. Как только это произойдет, между вновь возбужденным и соседним покоящимся участками потечет электрический ток и все повторяется снова.

Так распространяется возбуждение в тонких, не покрытых миелиновой оболочкой нервных волокнах. Там, где есть миелиновая изоляция, возбуждение может возникать только в перехватах Ранвье, т.е. в точках, где волокно оголено. Поэтому в миелиновых (мякотных) волокнах возбуждение распространяется скачками от одного перехвата к другому и движется гораздо быстрее, чем в тонких немиелинизированных (безмякотных) волокнах.

Следовательно, в каждом участке волокна возбуждение генерируется заново и распространяется собственно не электрический ток, а возбуждение. Местный электрический ток выполняет только роль раздражителя для соседнего участка.

Таким образом, проведение по нерву – это движение процесса возбуждения, которое сопровождается возникновением электрического тока, вызывающего в свою очередь возбуждение соседнего участка нерва.

Этим объясняется способность нерва проводить импульс без затухания. Импульс остается постоянным по величине в начале и в конце своего пути и распространяется с постоянной скоростью. Кроме того, все импульсы, идущие по нерву, совершенно одинаковы по своей величине и не отражают качества раздражения. Меняться может только их частота, которая зависит от силы раздражителя.

Величина и длительность импульса возбуждения определяются свойствами нервного волокна, по которому оно распространяется.

Скорость проведения импульса зависит от диаметра волокна: чем оно толще, тем быстрее распространяется возбуждение. Наибольшей скоростью проведения (до 120 м/с) отличаются двигательные и чувствительные волокна, управляющие поддержанием равновесия тела и быстрыми рефлекторными движениями. Наиболее медленно проводят (0, 5-15 м/с) симпатические волокна, иннервирующие внутренние органы, и некоторые тонкие чувствительные волокна.

Проведение по нерву – процесс физиологический, а не физический, доказательством этого служит опыт с перевязкой нерва: если нерв туго перетянуть лигатурой (шелковой нитью), то проведение возбуждения прекращается – закон физиологической целостности.

Нервное волокно может проводить импульс в обе стороны. Если нерв раздражать посередине, то на двух его концах осциллографом можно зарегистрировать потенциалы действия – закон двустороннего проведения возбуждения (см. работу 1.5..[____]).

В нервах импульсы проводятся по отдельным нервным волокнам изолированно, поэтому один и тот же нерв в одном направлении проводит чувствительные, а в другом – двигательные импульсы – закон изолированного проведения.

Лекция 4. Нервно-мышечный аппарат. Физиология мышечного сокращения (4 ч.)

Роль и значение движения для организма. Структурные элементы двигательного аппарата. Строение мышцы. Двигательные единицы (ДЕ) как функциональные единицы нервно-мышечного аппарата. Большие и малые ДЕ скелетных мышц, особенности их функций. Морфофункциональная организация мышечного волокна. Структура миофибриллы. Механизм мышечного сокращения. Нервно-мышечная передача. Теория скользящих нитей. Роль ионов кальция. Энергетика мышечного сокращения – превращение химической энергии в механическую. Расслабление мышечного волокна.

Одиночное и тетаническое сокращение мышечного волокна. Значение частоты нервных импульсов для развития различных форм механической реакции мышечного волокна. Исследование электромиограммы при статистической и динамической работе. Морфофункциональные основы развития мышечной силы. Значение строения мышцы (роль анатомического и физиологического поперечника), исходной длины мышцы, состава (композиции) скелетных мышц. Биохимические и физиологические особенности медленных и быстрых мышечных волокон. Различные их соотношения в одних и тех же мышцах у различных людей как генетические особенности индивидов. Зависимость силы мышцы от характера нервных влияний – повышение числа активных ДЕ, синхронизация их деятельности, переход от одиночных сокращений к тетанусу при увеличении частоты нервных импульсов. Соотношение силы и скорости мышечного сокращения.

Особенности механической работы мышц в различных режимах (изотоническом, изометрическом, ауксотоническом). Закон средних нагрузок и среднего темпа движений. Исследования И.М. Сеченова мышечной работы, развития утомления и активного отдыха с помощью эргографии.