Действие электрического тока на возбудимые ткани
Влияние длительного постоянного тока
При замыкании электрической цепи в Iфазу длительного действия постоянного тока под катодом наблюдается снижение мембранного потенциала на 3-5 мВ (деполяризация) и возбудимость увеличивается. Под анодом - мембранный потенциал возрастает на 3-5 мВ (гиперполяризация) и возбудимость снижается. Этот пассивный сдвиг потенциала говорит об электротонических изменениях илиэлектротоне (рис.23). Под катодомразвивается катэлектротон, при котором наблюдается снижение мембранного потенциала, увеличение белкового обмена, повышение проницаемости для ионов натрия, а под анодом, наоборот, повышается мембранный потенциал, уменьшается белковый обмен, снижается проницаемость для ионов натрия -анэлектротон.
Во IIфазу к сдвигам мембранного потенциала присоединяется и изменение критического потенциала и развиваютсякатодическая депрессия ианодическая экзальтация(рис.23).
Катодическая депрессия. Под катодом развивается смещение уровня критической деполяризации вверх (рис.24), за счет инактивации натриевых каналов, и возбудимость снижается. Это явление называетсяаккомодацией.
В результате этого в клетке развиваются низкоамплитудные потенциалы действия и ответная реакция на действие раздражителя снижается.
Анодическая экзальтация.Под анодом вследствие длительного действия электротока уровень критического потенциала смещается вниз (рис.18). При этом уменьшается порог деполяризации и возбудимость увеличивается вследствие повышения натриевой проницаемости.
Влияние кратковременного постоянного тока
Еще в 1859г. Пфлюгер показал, что при кратковременном действии электротока на клетку возбуждение возникает только в момент замыкания цепи под катодом и в момент размыкания цепи под анодом (рис.18). Это получило название – закона полярного действия. Объясняется он тем, что под катодом при замыкании цепи возникает частичная деполяризация мембраны клетки, так как катод электроотрицателен. А в области действия анода заряд клетки наоборот гиперполяризуется и возбуждения при замыкании
не возникает. Это связано с тем, что при действии анода уровень критической деполяризации (Екр) сдвигается в сторону поляризации клетки, а при размыкании цепи мембранный потенциал возвращается к исходной величине и достигает Екр, вследствие чего возникает возбуждение (рис.24).
Особенности физиологии возбудимых тканей у детей
Особенности физиологии нервов
Проводимость новорожденного ребенка ниже, чем у взрослого в два раза и скорость проведения возбуждения составляет около 50% от таковой у взрослых. Проведения возбуждения по нервным волокнам плохо изолировано.
В процессе взросления нервные волокна миелинизируются, увеличивается диаметр осевого цилиндра и волокна в целом, а чем толще становится волокно, тем меньше продольное сопротивление ионному току. Это приводит к тому, что скорость распространения ПД увеличивается. У детей он достигает показателей взрослого человека к 5-9 годам для разных нервных волокон. Так, передние спинномозговые корешки созревают к 2-5 году жизни, а задние спинномозговые корешки – к 5-9 году.
Возбудимостьнервных волокон новорожденного значительно ниже, чем у взрослого. Характеристикой этого является хронаксия, величина которой в несколько раз выше; потенциал покоя, который у детей значительно ниже. Низкая величина потенциала покоя связана с тем, что клеточная мембрана имеет высокую ионную проницаемость и постоянно происходит утечка ионных токов. Это приводит к снижению трансмембранной разности ионов (градиенту концентрации) и приводит к формированию низкой амплитуды потенциала действия в сочетании с большей его продолжительностью и отсутствием реверсии.
В процессе роста проницаемость мембраны уменьшается и мембранный потенциал достигает показателей взрослого человека. Соответственно увеличивается и амплитуда потенциала действия, скорость проведения ПД возрастает, так как при высокой амплитуде легче вызвать возбуждение соседнего участка волокна.
У плода и ребенка первых лет жизни мякотные волокна плохо миелинизированы и каналы для натрия и калия располагаются равномерно. В онтогенезе волокно миелинизируется, ионные каналы концентрируются в перехватах Ранвье, расстояние между перехватами увеличивается. Это характеризует структурную зрелость мякотных волокон. В безмякотных волокнах распределение ионных каналов остается равномерным.
Лабильностьнервных волокон новорожденных также низка. У детей более старшего возраста она увеличивается за счет снижения длительности рефрактерного периода и увеличения скорости проведения возбуждения.
Особенности физиологии мышц
Возбудимостьмышц новорожденного очень низка. Показателем этого является высокая хронаксия и большой порог деполяризации.
У новорожденного МП миоцитов составляет -20-40мВ. Трансмембранная разность ионов К+иNа+невысока. Поэтому и величина ПД также небольшая. Кроме того, отмечается длительность фаз абсолютной и относительной рефрактерности.
В процессе роста проницаемость мембраны уменьшается, работа ионных насосов улучшается и увеличивается МП и ПД.
Лабильностьдетей ниже, чем у взрослых вследствие большой длительности рефрактерных фаз.свозрастом происходит укорочение фаз абсолютной и относительной рефрактерности и как следствие возрастание скорости проведения возбуждения и увеличению быстроты движений.
Проводимость.Низкая у новорожденных скорость проведения ПД, с возрастом увеличивается. К этому приводит увеличение толщины мышечного волокна и увеличение амплитуды потенциала действия, так как снижается сопротивление ионному току и быстрее развивается возбуждение на соседнем участке мембраны.
Сократимость. Одиночные сокращения мышц новорожденного замедленны – как фаза укорочения, так и фаза расслабления - и характеризуется большим временем сокращения. В мышцах ребенка быстрее накапливаются продукты метаболизма и, поэтому, тетанус имеет пологое начало и постепенное расслабление, как тетанус утомленной мышцы. Мышцы отвечают тоническим сокращением на раздражители любой частоты и сокращаются без пессимального торможения столько, сколько действует раздражитель. Это связано с недостаточной зрелостью мионевральных синапсов.
У новорожденных отсутствует разделение мышц на быстрые и медленные, но уже с первых дней жизни у ребенка начинается постепенная дифференцировка, характерная для взрослых.
Эластичностьмышц новорожденного выше, чем у взрослого и с возрастом уменьшается. А упругость и прочность, наоборот, увеличиваются.