Введение. Физиология возбудимых тканей

Организм человека обладает выраженной способностью адаптироваться к постоянно меняющимся условиям внешней среды. В основе приспособительных реакций лежит универсальное свойство живого объекта (клетки, ткани, органа, системы) — раздражимость, т.е. способность отвечать на действие раздражающих факторов изменением метаболизма. Раздражимостью обладают все ткани организма. Но у некоторых из них она достигла своего наивысшего развития и трансформировалась в новое свойство — возбудимость, т.е. способность отвечать на действие раздражителей особой специализированной реакцией — возбуждением. Данный процесс связан с изменением электрических свойств мембран. Это обусловлено тем, что мембрана клеток в состоянии покоя поляризована, то есть имеет разность зарядов по обе стороны мембраны. Эта величина разности потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны называется мембранным потенциалом, или потенциалом покоя (ПП). При действии раздражителя пороговой величины происходит изменение потенциала, которое последовательно охватывает всю мембрану клетки. Это изменение получило название потенциал действия (ПД), или распространяющееся возбуждение. Он вызывает характерную для клетки или ткани специализированную реакцию. Под влиянием раздражителя подпороговой силы изменения мембранного потенциала невелики и имеют местный (локальный) характер. Такое изменение потенциала получило название локального потенциала, или локального ответа (ЛО).

Возбудимостью обладают нервная, мышечная и железистая ткани, которые объединяются понятием «возбудимые ткани». Возбудимость различных тканей неодинакова. Мерой возбудимости является порог раздражения — минимальная сила раздражителя, которая способна вызвать возбуждение. Такие раздражители называются пороговыми. Менее сильные раздражители называются подпороговыми, а более сильные — над- или сверхпороговыми. Зависимость между действием раздражителя и ответной реакцией возбудимой ткани отражают законы раздражения — закон силы, закон «все или ничего», закон силы-времени (силы-длительности), закон градиента раздражения.

Знание механизмов возникновения и распространения процесса возбуждения при действии раздражающих факторов среды позволяет понять закономерности функционирования органов, систем и организма в целом.

Раздражителем живого объекта может быть любое изменение внешней или внутренней среды организма. В физиологическом эксперименте в качестве раздражителя чаще всего используется электрический ток, потому что он легко дозируется по силе и длительности и по своей природе близок к электрическим процессам, которые возникают в возбудимых тканях в ответ на действие раздражителей.

Классическим объектом биологических исследований является лягушка. Международные правила защиты животных предусматривают эксперименты на них с учебной и исследовательской целью, категорически запрещая при этом всякую вивисекцию, то есть операции на живых животных. Все опыты на них проводят после наркотизации (эфир) и последующего разрушения спинного и головного мозга. В экспериментальной физиологии традиционным объектом для изучения физиологических свойств возбудимых тканей является нервно- мышечный препарат лягушки. Поэтому прежде чем приступать к проведению экспериментальных работ по физиологии, необходимо научиться готовить данный препарат.