Техника лечит - Катона З.
Скачать (прямая ссылка):
Ученые исследовали ионы, находящиеся внутри клетки и в межклеточном пространстве и являющиеся причиной описанного феномена. Установлено, что в состоянии покоя клеточная мембрана гораздо легче пропускает находящиеся внутри клеток ионы калия, чем ионы натрия и хлора. Число внутриклеточных ионов калия в 10— 30 раз больше числа других ионов, тогда как в межклеточном пространстве преобладают ионы натрия, число которых по крайней мере в 10 раз превышает число ионов калия.
В состоянии покоя ионы калия легко проникают в межклеточное пространство, унося с собой положительный заряд, тогда как преобладающие в межклеточном пространстве ионы натрия не в состоянии проникнуть в клетку. Однако при раздражении проницаемость клеточной мембраны изменяется, причем ионам калия становится труднее проникать сквозь мембрану, в то время как ее сопротивление по отношению к ионам натрия уменьшается. Очевидно, что в данном случае положительные ионы натрия приносят свой положительный заряд в нервную клетку и соотношение ионов по сравнению с положением покоя меняется на обратное.
Поскольку состояние покоя обусловлено поляризацией ионов, происходящий при этом процесс принято называть поляризацией, а процесс, происходящий при раздражении,— деполяризацией. Состояние, возникшее при деполяризации, продолжается до тех пор, пока сохраняется изменившаяся в результате раздражения проницае-
21
гФ-і
Контактнь/й
V3
HSH
г4н
Й1
HtH
Измерительный прибор
M
S
HB
И
ШІІІІІІІ.ЦІ
V
ffi
I
m
¦Волна Элементы возникновения
раздрожения нрив о и двухфазного
потенциала действия
Рис. 7. В момент, когда по волокну проходит волна раздражения,
измерительный прибор регистрирует разность потенциалов. Если изобразить ее зависимость от времени в виде графика, получится кривая двухфазного потенциала действия.
мость клеточной мембраны. После прохождения волны возбуждения прежнее состояние восстанавливается и мембрана клетки снова становится более проницаемой для ионов калия. Начинается интенсивный переход ионов калия из нервной клетки в межклеточное пространство, продолжающийся до восстановления первоначального соотношения напряжений. Этот процесс, приводящий к прекращению деполяризации, называется реполяриза-цией.
До сих пор ученые не пришли к единому мнению относительно изменения проницаемости клеточной мембраны. Некоторые предполагают, что она обладает полупроводниковыми свойствами. Но мембрану можно считать и фильтром, на котором располагаются частицы с электрическим зарядом; последние в зависимости от состояния клетки в данный момент более или менее плотно закрывают отверстия в мембране. По существу, клеточная мембрана представляет собой своеобразный фильтр, через который в зависимости от конкретных условий ионы калия проникают иначе, чем ионы натрия.
Механизм распространения раздражения почти неизвестен. В 30-е годы было очень модно объяснять все жизненные явления электрическими процессами в организме. Сегодня специалисты с большей осторожностью подходят к этому вопросу и возникающий при раздражении нервов так называемый потенциал действия считают сопутствующим раздражению явлением, а не самим раздражением.
Существует и такая точка зрения, согласно которой раздражение распространяется вдоль нервного волокна точно так же, как электрический сигнал по проводам. Это не совсем так, потому что в отличие от электрического сигнала раздражение по нервному волокну может передаваться только в одном направлении. Кроме того, электрический сигнал в процессе распространения затухает (ослабевает), тогда'как раздражение распространяется без затухания. Это можно объяснить, предположив, что энергия, возникшая в центральной нервной системе, не распространяется по нервному волокну, а в нем имеется цепочка соприкасающихся элементарных функциональных единиц; первая из них под воздействием раздражения, полученного от нервного, центра, изменяет свое состояние (в этот момент возникает деполяризация), а
23
затем снова возвращается в состояние покоя (происходит реполяризация). При этом возникает сигнал, под воздействием которого соседняя функциональная единица раздражается и передает сигнал такой же величины следующим единицам. Так как после раздражения функциональная единица некоторое время не способна воспринимать новое раздражение (для этого ей необходимо вернуться в первоначальное состояние), то возбуждение может распространяться только в одном направлении.
Посредством нервов, иннервирующих мышцу, можно добиться ее раздражения. Этот процесс сопровождается отчетливо видимыми изменениями: в месте раздражения мышца сокращается и утолщается. Таким образом мышца в состоянии производить механические движения. В поперечнополосатых мышцах, принимающих участие в произвольных движениях, волна возбуждения распространяется со скоростью 10—15 м/с, а в гладкой мускулатуре, осуществляющей движения внутренних органов, эта скорость едва достигает 10 мм/с.
По нервному волокну раздражение распространяется не плавно, а прерывисто, преодолевая определенное расстояние. Величина этого расстояния зависит от того, как скоро нервная клетка возвратится из состояния, вызванного предыдущим раздражением, в исходное состояние, чтобы воспринять новое раздражение. Мышца также обладает способностью через некоторое время после сокращения возвращаться в состояние покоя и воспринять новое раздражение. Однако в отличие от нервов — и это весьма существенно — раздражение мышц можно вызвать и в состоянии неполного восстановления. Таким образом, если раздражения нервов, иннервирующих мышцу, следуют настолько часто одно за другим, что мышца еще не в состоянии расслабиться, то возникающее в результате нового раздражения сокращение как бы накладывается на предыдущее. Этого можно добиться, если интервал между раздражениями составляет примерно 0,05 с. При этом мышца максимально напряжена, и лишь мелкая дрожь на ее поверхности свидетельствует о периодических раздражениях. В таком состоянии мышца неспособна отдавать значительную механическую энергию.
