Биоэлектрические явления в возбудимых тканях. Потенциал покоя. Потенциал действия

Биоэлектрические явления в возбудимых тканях могут быть обнаружены как биологическими, так и электрофизиологическими методами с помощью приборов. Впервые с помощью биологического метода итальянский физиолог Л. Гальвани доказал существование в тканях «животного электричества» и тем самым положил начало новому направлению в физиологии – учению об электрических процессах в организме.

В 1786 году Л. Гальвани обратил внимание на то, что мышцы препаратов задних лапок лягушек, подвешенных на медных крючках за позвоночник к железным перилам балкона, при соприкосновении их с перилами сокращались. Это навело его на смелое предположение, что подергивания лапок наступают под влиянием «животного электричества», которое возникает в спинном мозге, проводится по металлу и при замыкании цепи раздражает мышцы. Этот опыт вошел в историю как первый опыт Гальвани (опыт с металлом).

Физик А.Вольта в 1792 году повторил опыт Гальвани, но пришел к выводу, что причиной раздражения мышц было не «животное электричество», возникающее в спинном мозге, а ток, возникающий в цепи из разнородных металлов – меди и железа. Несмотря на то, что в трактовке конкретных механизмов возникновения тока в цепи, имевших место в первом опыте Гальвани, прав оказался Вольта, Гальвани все же сумел доказать справедливость своей гипотезы о наличии «животного электричества». В 1794 году он поставил второй опыт – «сокращение без металла», суть которого состояла в том, что сокращение мышц лапки лягушки воспроизводилось без участия металла путем набрасывания седалищного нерва на обнаженные мышцы голени.

Детальная трактовка результатов этого опыта была дана К.Маттеучи, который показал, что сокращения возникают только в тех случаях, когда набрасываемый нерв одновременно касается неповрежденного и поврежденного в процессе препарирования участков мышцы. Маттеучи установил, что наружная поверхность мышцы несет положительный заряд по отношению к ее внутренней части. Эта разность потенциалов существует в покое и отчетливо проявляется в случаях, когда мышца повреждена. Поэтому этот потенциал, возникающий между поврежденным и неповрежденным участками, получил название «потенциал повреждения». Таким образом, причиной возбуждения нерва во втором опыте Гальвани было раздражающее действие тока, возникающего непосредственно в тканях.

Практическая работа

Работа 1. Биологические методы демонстрации биоэлектрических явлений в возбудимых тканях