Впервые электрические явления в живых тканях были обнаружены Л. Гальвани (1786 г). Во время своих экспериментов он заметил, что лапки лягушки, подвешенные на медном крючке к железным перилам балкона, при каждом соприкосновении с перилами сокращались. На этом основании Гальвани сделал вывод, что сокращение лапок лягушки вызывается «животным электричеством» Он считал, что нерв и мышцы несут противоположные электрические заряды и что металл в этом опыте играет роль проводника.
Однако А.Вольта(1792г) доказал, то в этом эксперименте разность потенциалов возникает между двумя разнородными металлами в момент замыкания цепи влажным проводником, роль которого выполняют ткани лягушки.
В настоящее время установлено, что между наружной и внутренней поверхностью клеточной мембраны постоянно существует разность потенциалов вследствие неодинаковой концентрации ионов внутри и вне клетки. В условиях относительного физиологического покоя внутренняя поверхность мембраны несёт отрицательный заряд по отношению к наружной. Разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностью мембраны в условиях покоя получила название -мембранный потенциал покоя. Его можно зарегистрировать при внутриклеточном способе отведения биопотенциалов на экране катодного осциллографа, используя микроэлектроды. При возбуждении изменяется проницаемость мембраны по отношению к иона. Возникает перемещение ионов, что приводит к перезарядке мембраны и появлению потенциалов действия
Потенциал действия - это быстрое колебание мембранного потенциала, сопровождающееся перезарядкой клеточной мембраны, возникающее при возбуждении.
При регистрации с помощью катодного осциллографа потенциала действия нерва можно обнаружить три его составные части:
- местный потенциал (предспайковый)
- высоковольтный пиковый потенциал (спайк)
- следовые колебания:
- отрицательный следовый потенциал;
- положительный следовый потенциал.
Потенциал действия распространяется по возбудимой ткани при помощи малых круговых токов. Спайк потенциала действия на всём протяжении его распространения сохраняет одинаковую амплитуду. За счёт спайка осуществляется передача информации по нервному или мышечному волокну.
Следовые потенциалы являются результатом последующих восстановительных процессов в нервном и мышечном волокне
Обратите внимание на то, что в возбудимых тканях животного организма при внеклеточном отведении можно наблюдать два вида биоэлектрических явлений: токи покоя и токи действия. Ток покоя всегда однофазный, имеет значительную длительность. Ток, сопровождающий деятельное состояние органов и тканей, возникающий при возбуждении, носит название – ток действия. Он обычно двухфазный, малой продолжительности. Двухфазность тока действия, связана с распространением процесса возбуждения по возбудимым тканям. Ток действия может быть однофазным, если один из отводящих электродов приложен к поврежденному участку возбудимой ткани.
Классический опыт, доказывающий возникновение токов действия - опыт вторичного сокращения (К. Маттеуччи).
Для этой цели приготовляют два нервно-мышечных препарата. Нерв второго препарата помещают продольно на мышцу первого. При раздражении нерва первого препарата сокращается не только его мышца, но и мышца второго нервно-мышечного препарата. Это явление объясняется тем, что при раздражении нерва в мышце возникает биоток, который возбуждает нерв второго препарата.