От раздражимости к возбуждению
Клетка — базовая структурно-функциональная единица жизни. Абсолютно все живые клетки обладают раздражимостью — универсальной способностью реагировать на внешние воздействия. При раздражении клетка меняет свои физико-химические параметры: проницаемость мембраны, pH, вязкость цитоплазмы или скорость метаболизма. Главное правило биологии: если система отвечает на раздражитель, значит, она жива.
В процессе эволюции выделились специализированные возбудимые ткани (нервная, мышечная и железистая). Они трансформировали базовую раздражимость в возбудимость — способность выдавать на стимул быструю и специфическую реакцию (возбуждение).
Три главных свойства возбудимых тканей
Все возбудимые ткани объединяет наличие трех общих физиологических свойств:
- Возбудимость. Это готовность ткани ответить на стимул. Для нерва ответом будет генерация потенциала действия, для мышцы — сокращение, для железы — секреция. Мерой возбудимости служит пороговая сила раздражителя (минимальное воздействие, способное вызвать потенциал действия). Здесь работает обратная зависимость: чем выше порог, тем ниже возбудимость. В рейтинге тканей лидирует нервная, за ней идет мышечная, а замыкает список железистая.
- Проводимость. Способность распространять волну возбуждения по всей длине ткани. Главный показатель — скорость проведения. Нервные волокна передают сигнал со скоростью до 120 м/с, скелетные мышцы — 6–13 м/с, а железистая ткань — всего несколько сантиметров в секунду.
- Лабильность (функциональная подвижность). Это скорость протекания элементарных циклов возбуждения. Измеряется максимальным числом потенциалов действия, которые ткань способна сгенерировать за одну секунду в точном ритме раздражителя. Нервные волокна могут воспроизводить 500–1000 импульсов в секунду, мышечная ткань — 200–250, а синапс — 100–125.
Особенности мышечной ткани
Поперечнополосатые мышцы локомоторного аппарата обладают дополнительным специфическим свойством — сократимостью. Это способность отвечать на стимул укорочением волокон или повышением их напряжения.
Скелетная мышца состоит из межуточного вещества и мышечных волокон. Каждое волокно покрыто клеточной мембраной (сарколеммой), внутри которой находится цитоплазма (саркоплазма). В саркоплазме расположены сократительные нити — миофибриллы. Они состоят из двух типов протофибрилл:
- длинных и тонких актиновых нитей;
- коротких и толстых миозиновых нитей, имеющих поперечные мостики.
Процесс работы мышцы делится на два этапа. Сначала по сарколемме бездекрементно (без затухания) распространяется электрический потенциал действия. Затем под мембраной запускается механический процесс: актиновые нити перемещаются между миозиновыми. Связь между электрическим сигналом и механическим сокращением обеспечивают ионы Ca2+.
Исторический контекст и автоматия
Существование «животного электричества» в тканях было впервые доказано в знаменитых опытах Луиджи Гальвани (балконный опыт и эксперимент с седалищным нервом лягушки).
Также важно отметить, что некоторые возбудимые клетки обладают автоматией — способностью к самопроизвольной ритмической или апериодической деятельности. Такие клетки генерируют импульсы самостоятельно, без видимой связи с внешними побудительными причинами.
Запомнить три вида возбудимых тканей легко по аббревиатуре НМЖ: Нервная (проводит импульс), Мышечная (сокращается), Железистая (выделяет секрет).
Вопросы с занятий и экзамена
Как связаны возбудимость и порог раздражения?
Они находятся в строгой обратной зависимости. Чем меньше пороговая сила раздражителя, необходимая для вызова потенциала действия, тем выше возбудимость ткани.
В чем разница между раздражимостью и возбудимостью?
Раздражимость — это универсальное свойство всех живых клеток менять свои физико-химические параметры в ответ на стимул. Возбудимость — это специализированное свойство нервной, мышечной и железистой тканей отвечать на раздражение генерацией потенциала действия.
Что доказали опыты Гальвани?
Балконный опыт и эксперимент с седалищным нервом впервые научно доказали существование «животного электричества» в живых организмах.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы изменения проницаемости мембраны при раздражении
- Бездекрементное распространение потенциала действия
- Роль поперечных мостиков миозина в мышечном сокращении
- Молекулярные механизмы сопряжения возбуждения и сокращения ионами кальция
- Природа и виды автоматии в различных тканях
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Свойства возбудимых тканей» и ещё 4 128 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 114 видеоуроков по предмету
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.