Биоэлектрические потенциалы (явления) в организме

Возникновение и распространение возбуждения по возбудимой ткани связано с изменением электрического потенциала на поверхности клеточной мембраны и внутри клетки, т.к. во всех возбудимых клетках существует электрический потенциал между внутренней стороной плазматической мембраны и поверхностью клетки.

Первые опыты по выявлению биоэлектрических явлений в организме («животного электричества») были проведены итальянским ученым Гальвани, опубликовавшим в 1791 г «Трактат о силах электричества при мышечном движении». Он в опытах на нервно-мышечном препарате лягушки обнаружил, что при замыкании между нервом и мышцей цепи из двух металлических проводников происходит сокращение мышц. Гальвани объяснил это, как проявление электрического разряда, имевшегося в тканях. Его друг физик А. Вольта объяснил это явление по другому: это результат возникновения постоянного тока в цепи из двух разнородных металлов (железо, медь), где нерв и мышца служили проводником–электролитом.

Спор этих ученых продолжался несколько лет, но они оба оказались правы.

Л. Гальвани доказал наличие электрической активности живой ткани и вошел в историю, как основатель учения о биоэлектрических явлениях в организме, а А. Вольта в поисках «электричества металлов» изобрел первый в мире источник постоянного тока, который назвал в честь своего друга «гальваническим элементом».

В XIX в. в работах ученых Ю. Бернштейна, Э. Дюбуа-Раймона, К. Матеуччи, В.Чаговца, И.М. Сеченова, В.Я. Данилевского и других были сформулированы следующие основы электрических явлений в тканях:

— между внутренним содержимым клетки (волокна) и наружным

раствором в покое имеется постоянная разность потенциалов-

токи (потенциал) покоя;

— при раздражении или повреждениях ткани происходят опре-

деленные колебания тока покоя и возникают токи (потенциал)

действия;

— токи (потенциалы) действия могут иметь однофазный характер

(при соединении электродами неповрежденного и поврежден-

ного участков нерва или мышцы) или двухфазный (при наложе-

нии обоих отводящих электродов на неповрежденные участки

в момент возбуждения нерва или мышцы);

— токи (потенциалы) действия поддаются регистрации, они мо-

гут служить источником раздражения другого возбудимого

биологического объекта.

В настоящее время стало очевидным, что электрические потенциалы образуются на мембранах во всех живых тканях, во всех функционирующих органах — сердце, почках, нервах, мышцах, сетчатке глаза, разных участках головного мозга. В клинике и научных исследованиях стали широко использоваться электрофизиологические показатели, разработаны совершенные модели различных регистрирующих приборов, микроэлектродов, электронных стимуляторов. Это позволило детально исследовать и расшифровать биохимическую и молекулярную природу биоэлектрических явлений и механизмы их возникновения в органах и тканях.