Теоретическая часть

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 6

ОСНОВНЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕРВНЫХ КЛЕТОК: ВОЗБУДИМОСТЬ

Цель работы: рассмотреть основные свойства нервных клеток, выполнить задания практической части

Теоретическая часть

К основным свойствам нервных клеток относятся:

- возбудимость;

- проводимость.

Возбудимость – это свойство нейрона генерировать потенциал действия в ответ на раздражение. Свойство возбудимости является частным случаем общего свойства всех клеток – свойства раздражимости.

Раздражимость – это общее свойство живой материи активно изменять характер своей жизнедеятельности при действии раздражителя.

Раздражимость клетки предполагает взаимодействие с каким-либо раздражителем, т.е. любым изменением внешней или внутренней среды организма, воспринимаемое клетками и вызывающие ответную реакцию. Реакции отдельных клеток на действие раздражителя могут быть весьма разнообразными:

- изменение интенсивности обмена веществ,

- изменение проницаемости мембраны для ионов,

- ускорение клеточного деления или роста,

- сокращение.

В зависимости от природы все раздражители делятся на физические (электрические, механические температурные, световые) и химические.

В зависимости от степени чувствительности клеток к тому или иному раздражителю их делят на:

- адекватные раздражители;

- не адекватные раздражители.

Адекватный раздражитель – это такой раздражитель, к которому клетка обладает наибольшей чувствительностью вследствие наличия специальных структур, воспринимающих этот раздражитель.

Адекватным раздражителем нейронов являются медиаторы и электрические импульсы.

Для обеспечения гомеостатического единства все структуры организма (клетки, ткани, органы и т.д.) должны иметь возможность пространственного взаимодействия. Распространение возбуждения от места его возникновения до исполнительных органов - один из основных способов такого взаимодействия.

Возбудимость клетки меняется не только в процессе ее возбуждения, но и при изменении химического состава внеклеточной жидкости, например, в результате длительной высокой активности клеток. Показателем состояния возбудимости ткани являются:

- пороговый потенциал,

- пороговая сила,

- пороговое время.

Пороговый потенциал ΔЕ – это минимальная величина, на которую надо уменьшить потенциал покоя, чтобы вызвать возбуждение.

Пороговый потенциал и возбудимость клеток находится в обратных отношениях: чем выше возбудимость клеток, тем меньше у них пороговый потенциал. Значение порогового потенциала, при котором развивается возбуждение, называют критический уровень деполяризации Е_кр (КУД), обычно он составляет -50 мВ. Таким образом, пороговый потенциал можно оценить по формуле (1):

ΔЕ = Е₀ - Е_кр (1)

где Е₀ – нулевой уровень деполяризации, или состояние покоя.

Несмотря на высокую точность, показатель порогового потенциала в экспериментах используется редко, чаще применяют такие критерии как пороговая сила и пороговое время.

Пороговая сила – это наименьшая сила раздражителя, способная вызывать возбуждение (ПД).

Сила раздражителя отражает степень выраженности раздражающего воздействия стимула на ткань и выражается в единицах электрического тока (амперах), температуры, концентрации химического вещества (ммоль/л), силе звука (децибелах) и т.д.

Пороговое время – это минимальное время, в течение которого на ткань должен действовать раздражитель пороговое силы, чтобы вызвать ее возбуждение.

В эксперименте чаще используют не пороговое время, а хронаксию, - это наименьшее время, в течение которого должен действовать электрический ток в две реобазы, чтобы вызвать возбуждение.

Соотношение между временем действия раздражителя и сверхпороговой силой, необходимой для возбуждения отражает кривая Гоорвега-Вейса-Лапика[1] (рисунок 1). Эта кривая показывает, что уменьшение значения тока ниже определенной критической величины не приводит к возбуждению ткани не зависимо от продолжительности времени, в течении которого действует раздражитель, а минимальная величина тока вызывающая возбуждение, получила название реобаза (Е_кр = ΔЕ - Е₀).

Реобаза – это наименьшая сила тока, способная вызвать импульсное возбуждение.

Рисунок 1 - Кривая зависимости между временем действия

раздражителя и его силой

Показателем скорости реакции является та наименьшая крутизна нарастания тока, при которой раздражающий стимул еще сохраняет способность вызывать потенциал действия. Эту минимальную крутизну нарастания тока называют минимальным градиентом, или критическим наклоном. Его выражают или в абсолютных величинах — мА /сек, или в относительных единицах - реобаза/сек.