Л 1 Фізіол. Фізіологія людини лекція 1

• Название: Фізіологія людини лекція 1
• Анкор: Л 1 Фізіол .docx
• Дата: 31.08.2018
• Размер: 1.87 Mb.
• Имя файла: Л 1 Фізіол .docx
• Тип: Лекція; #23821

  ФІЗІОЛОГІЯ ЛЮДИНИ
Лекція № 1 Фізіологія як наука. Основні принципи регуляції фізіологічних функцій. Фізіологія та властивості збудливих тканин. Механізм утворення та проведення збудження.
1.1. Фізіологія як наукова основа медицини. Методи фізіологічних досліджень. Єдність організму та довкілля. Гомеостаз, механізми, що його забезпечують.

1.2. Характеристика розвитку фізіології як науки, відкриття. Роль окремих вчених у розвитку світової фізіології. Українська фізіологічна школа.

1.3. Три рівні регуляції функцій організмів: метаболічний, гуморальний, нервовий. “Теорія нервізму” І.М. Сєченова та І.П. Павлова. Рефлекс, рефлекторна дуга, будова та види, фізіологічне значення. Роль рецепторів, види. Теорія функціональних систем П.К. Анохіна. ”Позитивний” і “негативний” зворотний зв’язок.

1.4. Подразливість і збудливість як основа реакції тканини у відповідь на подразнення. Збудження, сучасне уявлення про будову й функції клітинних мембран, їхні види. Транспорт йонів та інших речовин через мембрани, його види, механізм реалізації. Йонні канали та помпи, види та функції.

1.5. Мембранний потенціал спокою (МПС), механізм походження, методи реєстрації, параметри. Потенціал дії (ПД), його фази, методи реєстрації , параметри ПД, поняття про поріг збудження. Йонні механізми розвитку ПД. Фізіологічна роль ПД.

1.6. Зміни мембранного потенціалу при дії електричного струму як подразника. Локальна відповідь, рівень критичної деполяризації. Внутрішньоклітинний та позаклітинний шляхи підведення струму до тканини. Полярний закон подразнення Пфлюгера.

1.7.Механізм проведення нервового імпульсу мієліновими та безмієліновими нервовими волокнами. Швидкість проведення збудження, фактори, від яких вона залежить.(СПРС)
Самостійна робота: Механізм проведення нервового імпульсу мієліновими та безмієліновими нервовими волокнами. Швидкість проведення збудження, фактори, від яких вона залежить.

http://bibliotekar.ru/447/11.htm

1.1. Фізіологія як наукова основа медицини. Методи фізіологічних досліджень. Єдність організму та довкілля. Гомеостаз, механізми, що його забезпечують.

Фізіологія (від грец. physis — природа і logos — наука) людини вивчає функції і процеси життєдіяльності організму, його органів, систем, тканин і механізми їх регуляції. Разом із загальною фізіологією виділяють її часткові розділи, наприклад, фізіологію кровообігу, фізіологію травлення.

Фізіологія вивчає також закономірності взаємодії живих організмів із навколишнім середовищем, їх поведінки в різних умовах існування, а також на різних стадіях росту й розвитку, походження й розвиток фізіологічних процесів під час еволюційного та індивідуального розвитку.

Знання закономірностей перебігу фізіологічних процесів дає змогу передбачати їх зміни за різних умов життєдіяльності та відкриває можливість втручатися в перебіг фізіологічних процесів у бажаному напрямку. Тим самим фізіологія є теоретичною основою медицини, ветеринарії та психології.

   Для вивчення функцій організму застосовують різні методи. Роботу органів за різних умов вивчають методом спостереження за допомогою електричних і оптичних приладів, а також хімічними методами. Велике значення у фізіології мають методи гострого і хронічного експерименту. Вони були введені у фізіологію такими вченими, як У. Гарвей, К. Людвіг, І. П. Павлов, І. М. Сєченов, Н. Е. Введенський. Метод графічної реєстрації фізіологічних процесів дозволив одержувати об'єктивний запис процесу, що вивчається (запис артеріального тиску, скорочень серця, скелетних м'язів). Широко застосовуються також хімічні методи, які дозволяють вивчати молекулярні механізми фізіологічних процесів. Експеримент як метод дослідження в фізіології (вівісекція, хронічні методи, телеметрія, перфузовані та ізольовані органи, культури тканин, клітин, кібернетичне моделювання).

Гомеостаз (давн.-грец. — однаковий, подібний та στάσις — стан, нерухомість) — стан рівноваги динамічного середовища, в якому відбуваються біологічні процеси. Здебільшого це поняття вживається в біології. Гомеостаз підтримується безперервною роботою систем органів кровообігу, дихання, травлення, виділення тощо, виділенням у кров біологічно активних хімічних речовин, які забезпечують взаємодію клітин і органів. Найважливіша роль у підтриманні гомеостазу належить нервовій системі, яка регулює діяльність органів і систем організму. Гомеостаз регулюється безпосередньо проміжним мозком.

Механізми гомеостазу : зворотний зв'язок

Коли відбувається зміна в змінних, спостерігаються два основні типи зворотного зв'язку, або фидбэка, на які реагує система:

"Негативний зворотний зв'язок" Негативний зворотний зв'язок, що виражається в реакції, при якій система відповідає так, щоб змінити напрям зміни на протилежне. Оскільки зворотний зв'язок служить збереженню постійності системи, це дозволяє дотримувати гомеостаз.

Негативний зворотний зв'язок, що виражається в реакції, при якій система відповідає так, щоб змінити напрям зміни на протилежне. Оскільки зворотний

зв'язок служить збереженню постійності системи, це дозволяє дотримувати гомеостаз.

Наприклад, коли концентрація вуглекислого газу в організмі людини збільшується, легеням приходить сигнал до збільшення їх активності і видихання більшого кількість вуглекислого газу.

Терморегуляція - інший приклад негативного зворотного зв'язку. Коли температура тіла підвищується (чи знижується) терморецептори в шкірі і гіпоталамусі реєструють зміну, викликаючи сигнал з мозку. Цей сигнал, у свою чергу, викликає відповідь - пониження температури (чи підвищення).

Позитивний зворотний зв'язок, який виражається в посиленні зміни змінної. Вона робить дестабілізуючий ефект, тому не призводить до гомеостазу. Позитивний зворотний зв'язок рідше зустрічається в природних системах, але також має своє застосування.

Наприклад, в нервах пороговий електричний потенціал викликає генерацію набагато більшого потенціалу дії. Згортання крові і події при народженні можна привести в якості інших прикладів позитивного зворотного зв'язку.

Стійким системам потрібні комбінації з обох типів зворотного зв'язку. Тоді як негативний зворотний зв'язок дозволяє повернутися до гомеостатичного стану, позитивний зворотний зв'язок використовується для переходу до абсолютно нового (і, цілком може бути, менш бажаному) стану гомеостазу, - така ситуація називається "метастабільна". Такі катастрофічні зміни можуть відбуватися, наприклад, із збільшенням поживних речовин в річках з прозорою водою, що призводить до гомеостатичного стану високої евтрофікації (заростання русла).
1.2. Характеристика розвитку фізіології як науки, відкриття. Роль окремих вчених у розвитку світової фізіології. Українська фізіологічна школа.
Розвиток фізіології здебільшого визначався досягненнями анатомії та інших природничих наук. Перші відомості про функції організму викладено в працях Гіппократа (460— 377 рр. до н.е.). Виникнення фізіології як науки пов'язане з працями Уїльяма Гарвея, який відкрив замкнений кровообіг (1628 р.). Важливе значення для подальшого розвитку фізіології на матеріалістичній основі мало відкриття «про відображену діяльність організму», зроблене в XVII ст. французьким ученим Р. Декортом (1596—1650рр.). Інтенсивний науковий розвиток фізіології почався в XIX ст. До того його гальмували панівні метафізичні концепції про абсолютну незмінність природи, наявність в організмі якоїсь нематеріальної життєвої сили, що спрямовує біологічні процеси. Вчені розглядали природні явища та поведінку живих істот ізольовано одне від одного, не в динаміці, а в стані спокою.
Наступ на ідеалістичні концепції метафізики був розпоча¬тий у XVIII ст. Цьому сприяли відкриття кінця XVII, XVIII і першої половини XIX ст., які стали природничонауковим обґрунтуванням діалектико-матеріалістичного погляду на природу, утвердили в ній ідею загального зв'язку і розвитку. До таких відкриттів належать закон про збереження і перетворення енергії, атомно-молекулярна теорія будови тіл, сформульовані М.В. Ломоносовим у 1748 р., клітинна теорія, розроблена Т. Шванном у 1839 р., еволюційне вчення про розвиток живої природи Ч. Дарвіна, опубліковане в 1859р., яке розв'язало також питання про походження людини.
Значний внесок у розвиток фізіології в XIX ст. зробили вчені різних країн: у Франції — К. Бернар (1813—1877 рр.), Німеччині — Е. Дюбуа-Реймон (1818—1878 рр.), Англії — Ч. Шеррінгтон (1885—1949 рр.), США — В. Кеннон (1871—1945рр.) та ін.
У першій половині XVIII ст. розпочався розвиток фізіології в Україні та Росії. У 1725 р. в Петербурзькій академії наук було засновано кафедру анатомії і фізіології, а в 1776 р. в Московському університеті відкрито самостійну кафедру фізіології.Перший російський підручник «Фізіологія, видана для керівництва своїх слухачів» написав професор Московського університету О.М. Філомафітський (1807—1849рр.). У 1848 р. він опублікував «Трактат про переливання крові (як єдиний засіб у багатьох випадках врятувати згасле життя), складений в історичному, фізіологічному і хірургічному відношеннях».
Батьком російської фізіології називають І.М. Сєченова (1829—1905 рр.). У своїй праці «Рефлекси головного мозку» (1863 р.) І.М. Сєченов сформулював матеріалістичне уявлення про діяльність головного мозку, яка відбувається за принципом рефлексу і підлягає не лише спостереженню, а й вивченню. Учений відкрив також явища центрального гальмування і сумації збудження в нервових центрах. Висунуті ним ідеї дістали подальший розвиток у працях його учнів і послідовників І.П. Павлова (1849—1936рр.), О.О. Ухтомського (1875—1942 рр.), М.Є. Введенського (1852—1922 рр.) та ін.
Величезний вплив на розвиток вітчизняної та світової фізіології зробили дослідження І.П. Павлова та його школи. І.П. Павлов є творцем нового аналітично-синтетичного напрямку у фізіології, який базується на трьох засадах: 1) організм — єдине ціле; 2) єдність організму і середовища; 3) принцип нервізму. Вершиною творчості І.П. Павлова є його вчення про сигнальні системи кори великого мозку. Вчення І.П. Павлова про вищу нервову діяльність, кровообіг, травлення та ін., його ідеї і методи, аналітико-синтетичний підхід до вивчення фізіологічних явищ в цілому організмі визначили подальший розвиток фізіології XX ст.

В Україні Ф. т. і л. почала розвиватися у першій половині 19 ст.; природничі й мед. фак. університетів у Харкові, Львові, Києві й Одесі були першими осередками фізіологічної науки. У другій половині 19 ст., поряд з ними, створено кафедри Ф. при ветер. і с.-г. інститутах. Кафедрами в той час керували такі видатні вчені, як В. Данилевський (поклав основи електроенцефалографії; 1889 за праці з Ф. гол. мозку одержав премію Паризької АН), І. Сєченов (рефлекси гол. мозку), Б. Вериго (нейрофізіологія), В. Чаговець (електрофізіологія), І. Щелков. Крім них: В. Томса, Ті. Спіро, С. Чир'єв, М. Білецький (дихання тварин), М. Рогович, І. Чуєвеький та ін.

Після першої світової війни збільшилося ч. кафедр Ф. при с.-г., ветер., зоотехн., пед. й ін. інститутах, зокрема при УАН. Фізіологічні дослідження, ведуться в багатьох напрямах, особливо в галузі Ф. нервової системи, електрофізіології, біофізики: О. Леонтович (Ф. вегетативної нервової системи), П. Костюк (застосував метод мікроелектродного відведення потенціалів для вивчення мембран нейронів спинного мозку), Г. Фольборт (умовні рефлекси), О. Макаренко (взаємовідносини між корою великих півкуль і підкоровими утворами), В. Василевський (нервова, особливо коркова регуляція м'язової діяльності вищих тварин і людини), П. Сєрков, А. Ємченко (діяльність кори великих півкуль, Ф. серцевої діяльности, травлення), П. Богач (роль різних структур гол. мозку в регуляції діяльності шлунково-кишкового тракту), В. Скок (Ф. периферичної вегетативної нервової системи), Д. Воронцов, П. Каплан та ін.

Визначним фізіологом і представником патологічної Ф. був О. Богомолець, який створив вчення про фізіологічну систему сполучної тканини і на основі цього запропонував методу патогенетичної терапії ряду захворювань при допомозі антиретикулярної цитотоксичної сироватки. Він також організатор Інституту експериментальної біології і патології Наркомздоров'я УССР та Інституту клінічної Ф. АН УРСР. У цих установах працювали видатні учені: М. Стражеско, В. Воробйов, Ф. Філатов, Р. Кавецький, О. Леонтович, М. Сиротинін, М. Горєв, В. Протопопов в, Н. Медведєва та ін., праці яких спричинилися до розвитку нормальної і патологічної Ф.

Порівняльно-фізіологічні і онтофізіологічні дослідження розвинули М. Бєлоусов і О. Нагорний. Створюється окрема галузь — Ф. старіння, гол. ч. завдяки працям ряду укр. фізіологів у Києві (Інститут Ф. ім. О. Богомольця) і Харкові, що стали важливими центрами її розвитку в СССР (О. Богомолець, Ю. Спасокукоцький, О. Середенко, Р. Голубицька, 3. Броновицька, Є. Окунєвська, Є. Сергієнко, В. Фролькіс та ін.).

Проблеми Ф. праці, спрямовані на знайдення засобів для підвищення теплостійкості і працездатності організму, досліджують В. Васильківський, О. Борщевський, Е. Каган, П. Каплан, М. Вітте, О. Фельдман та ін.; Ф. спорту — М. Гoркін.

Дослідження в галузі травлення й обміну речовин провадять Г. Фольборт, А. Воробйов, А. Стражеско, Я. Скляров, Т. Гурєєв, А. Ємченко, М. Спаський, Т. Свистун, П. Богач; Ф. травлення с.-г. тварин — О. Квасницький, М. Поніровський, В. Нікітин. Ф. розмноження с.-г. тварин досліджує О. Квасницький з співробітниками, Ф. й біохімію лактації — В. Нікітин, умовнорефлекторну діяльність коней — X. Арський, Ф. печінки — П. Никифоровський, розлади речовин — Степан Ґжицький.

Ендокринологічні дослідження, розпочаті раніше В. Данилевським і М. Роговичем, продовжують в Укр. Інституті експериментальної ендокринології в Харкові (Є. Приходькова, М. Каплан, Б. Альошин) та в ін. установах. Взаємозв'язок між нервовою системою й ендокринними залозами вивчають С. Генес, В. Комісаренко та ін. Багато уваги присвячується Ф. кровообігу, дихання, процесам виділення (С. Ярослав, Є. Синельников, М. Горєв, М. Фролькіс, В. Березовський, Д. Кочерга, Н. Преображенський). У ряді лабораторій розвивається гістофізіологія і методика тваринних культур (Б. Альошин, А. Кротовський, О. Тимофєєвський).

1929 створено Укр. Товариство фізіологів, біохіміків і фармакологів, що є частиною Всесоюзного Товариства, яке відбуває свої з'їзди з актуальною наук. тематикою (перший з'їзд відбувся у Харкові).

Праці з Ф. друкуються у «Фізіологічному Журналі» (орган Інституту Ф., з 1955 виходив українською мовою, з сер. 1970-их pp. — рос.). Інститут видає також ж. АН УРСР і AH CCCP «Нейрофизиология».

1.3. Три рівні регуляції функцій організмів: метаболічний, гуморальний, нервовий. “Теорія нервізму” І.М. Сєченова та І.П. Павлова. Рефлекс, рефлекторна дуга, будова та види, фізіологічне значення. Роль рецепторів, види. Теорія функціональних систем П.К. Анохіна. ”Позитивний” і “негативний” зворотний зв’язок( у 1 питанні).
Еволюційно найдавнішою формою взаємодії, яка виявляється як усередині клітини, так і між окремими клітинами, є хімічна взаємодія. Вона здійснюється двома типами речовин:

а) неспецифічними продуктами обміну (метаболіти);

б) специфічними регуляторами, біологічно активними сполуками (БАС).

Більшість вказаних регуляторів синтезуються в багатьох органах, а для деяких з них сформувалися самостійні органи утворення (залози). Вони можуть впливати на процеси, що відбуваються в самій клітині, або виділятися у зовнішнє середовище. Тут вони всмоктуються (найчастіше в кров) і з кров'ю розносяться по всьому організму. Тому такий механізм регуляції називається гуморальною регуляцією.

Окрім гормонів, існує безліч інших хімічних сполук, які в комплексі з гормонами, нервовою системою або самостійно надають регулюючий або модулюючий (поправляючий) ефект на функцію органів і систем організму.

У першу чергу це нейромедіатори (такі як норадреналін, ацетилхолін, ГАМК, серотонін, гістамін і ін.), які, вивільняючись у нервових закінченнях, можуть надавати і паракринний ефект

Елементи, що здійснюють нервову регуляцію, складаються у рефлекторну дугу. Починається вона рецептором. Від рецептора йдуть аферентні нервові волокна в нервовий центр. З нервового центру до органа (ефектора) регулюючий сигнал надходить через еферентне нервове волокно. Тому нервовий шлях регуляції іменується нервово-рефлекторним.

Від гуморального шляху він відрізняється тим, що: а) його сигнали розповсюджуються по нервових волокнах з великою швидкістю - від 0,5 до 80-100 м/с; б) імпульси надходять до строго визначених органів або їх частин. У той же час безпосередній вплив від нерва на будь-яку клітину передається з допомогою БАС, яка в даному випадку називається медіатором.

Нервизм-учения об управляющей роли нервной системы функциями организма.

Засновником рефлекторної теорії є французький вчений Р. Декарт (1596-1650). І.М. Сєченов у своїй відомій праці "Рефлекси головного мозку" (1863) вказав, що "всі акти свідомого і несвідомого життя за способом походження суть рефлекси". Це означає, що психічна діяльність регулюється рефлекторно, як і будь-яка підсвідома функція організму (травлення, дихання, рухи).

Шлях, по якому проходить збудження при здійсненні рефлексів, називається рефлекторною дугою.

До складу рефлекторної дуги входять рецептор, аферентний шлях, нервовий центр, еферентний шлях, ефектор, зворотний зв'язок (рис. 5.2).

Рецептори - це чутливі структури, які сприймають зміни зовнішнього або внутрішнього середовища. Сукупність рецепторів, подразнення яких викликає певний рефлекс, називається рецепторним полем рефлексу. В рецепторному полі можуть знаходитись різні за функцією рецептори. Наприклад, згинальний рефлекс можна викликати подразненням як тактильних рецепторів шкіри, так і пропріорецепторів м'язів.

Аферентний шлях формується чутливими нервами, які приносять збудження від рецепторів у центральну нервову систему. Ці нерви називають доцентровими.

Нервовий центр рефлекторної дуги являє собою скупчення нейроцитів на певному рівні центральної нервової системи. В ньому відбувається обробка інформації, що надходить від рецепторів, про зміни середовища. Нервові центри можуть бути розміщені на будь-якому рівні центральної нервової системи. Залежно від цього, розрізняють наступні рівні регуляції: спінальний, бульбарний (довгастий мозок), мезенцефальний (середній мозок), діенцефальний (проміжний мозок), мозочковий, стріопалідарний (базальні ядра мозку), кірковий (кора великих півкуль).

Еферентний шлях являє собою або рухові, або вегетативні нерви. По ньому передається збудження від центральної нервової системи до робочого виконавчого органа.

Ефектор, або робочий орган, отримує збудження-"наказ", що надійшов із центру, і здійснює або, навпаки,, припиняє виконання роботи. Ефектором можуть бути скелетні та гладкі м'язи, серцевий м'яз, залози.

Сприйняття подразнень із зовнішнього та внутрішнього середовища відбувається за допомогою рецепторів (спеціалізованих утворів), які трансформують енергію подразнення в нервовий імпульс. Розрізняють: 1) екстерорецептори -несуть інформацію в центральну нервову систему про зміни зовнішнього середовища; 2) пропріорецептори - несуть інформацію про положення тіла в просторі; 3) у внутрішніх органах знаходяться інтерорецептори, які уловлюють найтонші зміни внутрішнього середовища організму; 4) хеморецептори - реагують на зміни хімічного та газового складу крові; 5) осморецептори - сприймають зміни осмотичного тиску крові; 6) терморецептори -сприймають зміни температури; 7) волюмрецептори - сприймають об'єм крові, що протікає до лівого передсердя; 8) механорецептори - реагують на тиск та розтягування органа.

        Теория функциональных систем, предложенная П.К.Анохиным, постулирует принципиально новый подход к физиологическим явлениям. Она изменяет традиционное "органное" мышление и открывает картину целостных интегративных функций организма.

        Возникнув на основе теории условных рефлексов И.П.Павлова, теория функциональных систем явилась ее творческим развитием. Вместе с тем в процессе развития самой теории функциональных систем она вышла за рамки классической рефлекторной теории и оформилась в самостоятельный принцип организации физиологических функций. Функциональные системы имеют отличную от рефлекторной дуги циклическую динамическую организацию, вся деятельность составляющих компонентов которой направлена на обеспечение различных приспособительных результатов, полезных для организма и для его взаимодействия с окружающей средой и себе подобными. Любая функциональная система, согласно представлениям П.К.Анохина, имеет принципиально однотипную организацию и включает следующие общие, притом универсальные для разных функциональных систем периферические и центральные узловые механизмы (рис. 1):

1. 
   Полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональной системы;
   
2. 
   Рецепторы результата;
   
3. 
   Обратную афферентацию, поступающую от рецепторов результата в центральные образования функциональной системы;
   
4. 
   Центральную архитектонику, представляющую избирательное объединение функциональной системой нервных элементов различных уровней;
   
5. 
   Исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение.
   

        С общетеоретической точки зрения функциональные системы представляют саморегулирующиеся организации, динамически и избирательно объединяющие ЦНС и периферические органы и ткани на основе нервной и гуморальной регуляции для достижения полезных для системы и организма в целом приспособительных результатов. Полезными для организма адаптивными результатами являются в первую очередь обеспечивающие различные стороны метаболических процессов гомеостатические показатели, а также находящиеся за пределами организма результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие различные биологические (метаболические) потребности организма, потребности зоосоциальпых сообществ, социальные и духовные потребности человека.

Функциональные системы строятся прежде всего текущими потребностями живых существ. Они постоянно формируются метаболическими процессами. Кроме того, функциональные системы организма могут складываться под влиянием специальных факторов окружающей организм среды. У человека это в первую очередь факторы социальной среды. Механизмы памяти также могут быть причиной формирования функциональных систем, особенно поведенческого и психического уровней.

        Совокупная деятельность множества функциональных систем в их взаимодействии определяет сложные процессы гомеостазиса организма и его взаимодействия со средой обитания.

        Функциональные системы представляют, таким образом, единицы интегративной деятельности организма.
1.4. Подразливість і збудливість як основа реакції тканини у відповідь на подразнення. Збудження, сучасне уявлення про будову й функції клітинних мембран, їхні види. Транспорт йонів та інших речовин через мембрани, його види, механізм реалізації. Йонні канали та помпи, види та функції.

Подразливістю називають властивим усім живим організмам здатність відповідати на зміни в навколишній їхньому середовищі різноманітними змінами свого стану і діяльності. Агенти, що роблять зміну стану живих об'єктів, називаються подразниками, а їхнього впливу, що роблять ту чи іншу зміну в живому об'єкті, — роздратуванням.

Здатність же тканини до спеціалізованої відповіді, при якому вона у випадку роздратування виявляє свою специфічну діяльність, називається збудливістю.



1.5. Мембранний потенціал спокою (МПС), механізм походження, методи реєстрації, параметри. Потенціал дії (ПД), його фази, методи реєстрації , параметри ПД, поняття про поріг збудження. Йонні механізми розвитку ПД. Фізіологічна роль ПД.

Фізіологічна характеристика збудливості

Що таке мембранний потенціал?

Різниця концентрації іонів всередині і поза клітиною обумовлює виникнення електричного заряду на мембрані. У стані фізіологічного спокою між вмістом клітини і позаклітинною рідиною створюється різниця потенціалів, яку називають мембранним потенціалом (МП) або потенціалом спокою (ПС). Його величину можна виміряти, ввівши всередину клітини мікроелектрод (скляний капіляр, заповнений електропровідним розчином). Другий електрод поміщається зовні (рис. 2.7). При цьому всередині клітини у мембрани

Чи однакова величина мембранного потенціалу в різних клітинах?

Величина заряду мембрани в різних збудливих клітинах неоднакова. Так, у скелетному м'язі рівень МП складає -90 мВ, у гладком'язовій клітині - в середньому близько -50...-60 мВ, у нервових клітинах він коливається в досить широких межах: від -40 до -90 мВ, у секреторних близько -20 мВ.

Який механізм походження МП?

В основі виникнення мембранного потенціалу лежить неоднакова проникність мембран для катіонів та аніонів.


1.6. Зміни мембранного потенціалу при дії електричного струму як подразника. Локальна відповідь, рівень критичної деполяризації. Внутрішньоклітинний та позаклітинний шляхи підведення струму до тканини. Полярний закон подразнення Пфлюгера.

Що таке пороговий рівень деполяризації мембрани ?

Активаційний стан призводить до одно-моментного відкриття багатьох каналів і відносно швидкого проходження іонів по концентраційному або електричному градієнту. Відкриття каналу визначається відповідним зарядом мембрани. Через це вказані обидва типи каналів відносяться до електрогенних каналів. К+-канали нервового волокна відкриваються при 0-заряді мембран, а №+-канали - при зниженні рівня МП. Потенціал дії виникає при деполяризації мембрани приблизно до -50 мВ. Цей рівень іменують пороговим.

Які основні властивості потенціалу дії?

Однією з найхарактерніших ознак потенціалу дії є здатність поширюватися. Наприклад, передача нервового імпульсу полягає саме в проведенні ПД по мембрані нейрона; м'язовому скороченню також передує розповсюдження ПД по мембрані волокна. Характерною особливістю проведення ПД по будь-яких збудливих мембранах є без-декрементність, тобто величина ПД завжди однакова, навіть якщо він розповсюджується по аксону нейрона на відстань більше 1 м.

Показником цього процесу є швидкість проведення ПД.

Як проводиться ПД по мембрані?

ПД розповсюджується від місця свого виникнення до наступних ділянок мембрани -від точки до точки, так що збудження можна зареєструвати як таке, що наче поступово "пробігає" по всьому волокну від місця його виникнення У даному випадку імпульс виникає між деполяризованою областю мембрани та її незбудженою ділянкою. Різниця потенціалів тут у багато разів вища за той рівень, який необхідний для того, щоб деполяризація мембрани досягла порогового рівня. При цьому завдяки відкриттю активаційних воріт натрієвого каналу іони натрію, що входять всередину збудженої ділянки, служать джерелом електричного струму для виникнення деполяризуючого потенціалу сусідніх ділянок.
Электрический ток широко используется в экспериментальной физиологии при изучении характеристик возбудимых тканей, в клинической практике для диагностики и лечебного воздействия, поэтому необходимо рассмотреть механизмы воздействия электрического тока на возбудимые ткани.

Очевидно, что увеличение значения постоянного тока до пороговой величины приведет к тому, что возбуждение будет возникать под катодом при замыкании цепи. Следует подчеркнуть, что этот эффект может быть выявлен в случае продолжительного действия электрического тока. При действии достаточно сильного тока смещение критического потенциала под анодом может быть весьма существенным и достигать первоначального значения мембранного потенциала. Выключение тока приведет к тому, что гиперполяризация мембраны исчезнет, мембранный потенциал вернется к первоначальному значению, а это соответствует величине критического потенциала, т. е. возникает анодно-размыкательное возбуждение.

Изменение возбудимости и возникновение возбуждения под катодом при замыкании и анодом при размыкании носит название закона полярного действия тока. Экспериментальное подтверждение этой зависимости впервые было получено Пфлюгером еще в прошлом веке.

Переменный ток. Эффективность действия переменного тока определяется не только амплитудой, продолжительностью воздействия, но и частотой. При этом низкочастотный переменный ток, например частотой 50 Гц (сетевой), представляет наибольшую опасность при прохождении через область сердца. В первую очередь это обусловлено тем, что при низких частотах возможно попадание очередного стимула в фазу повышенной уязвимости миокарда и возникновение фибрилляции желудочков сердца.