Исторические предпосылки развития ионной теории возбуждения

ИСТОРИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗВИТИЯ ИОННОЙ ТЕОРИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Сначала замечательный немецкий физиолог и физикГельмгольц с помощью хитроумных опытов сумел определить скорость возбуждения по нерву. Она оказалась равной нескольким десяткам метров в секунду (около 30 м/сек). Получается, что "животное электричество" распространяется не так, как "неживое", физическое. Причина этого, как предположил немецкий исследователь Бернштейн и независимо от него русский В.Ю. Чаговец, в том, что происхождение биопотенциалов, токов, биоэлектрических явлений в мышцах, нервах связано с электрическими частицами-ионами.

Бернштейн сформулировал гипотезу о том, что "виновником" возникновения биоэлектрических явлений или биопотенциалов являются клеточ­ные мембраны и диффузия ионов. Разработка гипотезы Бернштейна привела к созданию мем­бранной теории биопотенциалов. Она, в основ­ном, разработана английскими учеными А. Ходжкиным и А. Хаксли. Во многом их удача связа­на с использованием уникального объекта. В 1936 году Юнг обнаружил у кальмаров гигант­ское нервное волокно, диаметр которого около миллиметра. Именно на нем Ходжкин и Хаксли впервые прямо измерили разность потенциалов. Очень важным оказалось также появление так называемых микроэлектродов – тоненьких стек­лянных трубочек, кончик которых меньше одной тысячной миллиметра. Такой электрод можно ввести в клетку, не повреждая ее.

Кроме того, очень важную роль сыграло появ­ление нового класса приборов: электронных ос­циллографов и усилителей электрического тока.

С помощью электронного микроскопа удалось увидеть клеточную мембрану. Это произошло в середине 50-х годов XX века.

Клеточная мембрана представляет собой жидкую пленку, состоящую из 2-х слоев молекул липидов, в которые встроены молекулы белков. Эти молекулы белков как бы плавают в липидах. Это напоминает студень (холодец), полупроз­рачная часть которого аналогична липидной части мембраны, а кусочки мяса – белкам. Но белковые молекулы – это не просто часть мем­браны, а структуры, которые влияют на свойство этой мембраны по отношению к различным веществам, в том числе к положительно и отри­цательно заряженным частицам-ионам.