Закон «полярного действия постоянного тока»

Закон «силовых отношений»

v     Выражает прямую зависимость величины ответной реакции от силы раздражения, т.е., с повышением силы раздражителя увеличивается и величина ответной реакции. Например, раздражая икроножную мышцу препарата лягушки нарастающей силой эл. тока можно наблюдать закономерное увеличение амплитуды мышечного сокращения. Но не бесконечно, а в промежутке от пороговой силы раздражения до максимальной.

v    Максимальной силой раздражения называют наименьшую силу раздражителя, которая вызывает максимальную ответную реакцию. Иначе говоря, «закон силы» распространяется в промежутке от пороговой до максимальной силы раздражения.

v      Раздражители, сила которых больше пороговой, но меньше максимальной называются субмаксимальными.     

Природа закона силовых отношений

•    Мышца состоит из отдельных мышечных волокон, причем каждое волокно имеет различную возбудимость.

•    При действии раздражителя пороговой силы возбуждаются более возбудимые мышечные волокна (пороговое сокращение). По мере увеличения силы тока в процесс возбуждения вовлекаются менее возбудимые мышечные волокна (резерв или субмаксимальные сокращения).

В момент сокращения всех волокон регистрируется максимальное сокращение (предел).

      Закон «Всё или ничего»

был открыт в 1867 году Г. Боудичем при изучении свойств сердечной мышцы, а затем подтвержден и на других возбудимых тканях.

Согласно этому закону ответная реакция ткани не зависит от силы раздражения, либо её нет («ничего»), если сила раздражителя не достигла порогового значения, либо ответная реакция максимальная («всё) уже при пороговой силе раздражения. При дальнейшем увеличении силы раздражения увеличения ответной реакции не происходит, т.к. уже пороговая сила раздражителя вызвала максимальный ответ.

По этому закону функционируют структурные единицы – мышечное волокно, нервное волокно.     

• Возникновение распространяющегося возбуждения зависит не только от силы раздражителя, но и от времени, в течение которого он действует.

• Чем больше по силе раздражитель, тем меньшее время он должен действовать для возникновения возбуждения.

• Зависимость носит обратный характер и имеет вид гиперболы.

• Из этого следует, что на кривой "силы-времени" имеются области, которые не подчиняются этому закону:

ü     если сила раздражителя будет меньше некоторой (пороговой) величины, то возбуждение не возникнет даже при длительном его воздействии;

ü     наоборот, если время воздействия будет очень коротким, то возбуждение тоже не возникнет даже при воздействии очень большого по силе (высокочастотного) эл. тока;

ü в физиотерапии токи высокой частоты используются для получения теплового эффекта.

   

•   Закон отражает зависимость возникновения возбуждения от скорости или крутизны нарастания силы раздражителя.

•  Пороговая сила тока увеличивается при уменьшении крутизны его нарастания до определенной величины. При некоторой минимальной крутизне ответы на раздражение исчезают. Если сила раздражителя нарастает медленно, то формируются процессы,препятствующие возникновению ПД.

• При этом происходит инактивация Na-каналов.

• В результате, нарастает уровень критической деполяризации (КУД), возбудимость снижается и порог раздражения увеличивается, развивается аккомодация.

Аккомодация - это приспособление ткани к воздействию медленно нарастающего по силе раздражителя, проявляющееся снижением возбудимости.

Физиология нервного ствола

•    Нервные волокна (н/в) выполняют специализированную функцию - проведение нервного импульса. По морфологическим особенностям н/в делят на миелиновые (покрытые миелиновой оболочкой) и безмиелиновые. Нерв состоит из большого числа нервных волокон (миелиновых, безмиелиновых), заключенных в общую оболочку.

•    При распространении возбуждения по безмиелиновому н/в - возникают местные круговые токи между возбужденным участком мембраны волокна, заряженным отрицательно и невозбужденным - заряженным положительно. Этот процесс происходит в каждой точке мембраны на всем протяжении. Такое проведение возбуждения называется непрерывным.

•    В миелиновых н/в есть участки, покрытые миелином, которые обладают большим сопротивлением и не проводят биотоки и короткие участки, не покрытые миелином (перехваты Ранвье). Именно в перехватах Ранвье происходят процессы деполяризации мембраны и возникает ПД. При этом возбуждение как бы перепрыгивает от одного перехвата к другому - так называемый сальтаторный или скачкообразный механизм передачи нервных импульсов. С этим связана не только высокая скорость проведения возбуждения по миелиновым н/в, но и меньшая затрата энергии АТФ.

Закон «силовых отношений»

v     Выражает прямую зависимость величины ответной реакции от силы раздражения, т.е., с повышением силы раздражителя увеличивается и величина ответной реакции. Например, раздражая икроножную мышцу препарата лягушки нарастающей силой эл. тока можно наблюдать закономерное увеличение амплитуды мышечного сокращения. Но не бесконечно, а в промежутке от пороговой силы раздражения до максимальной.

v    Максимальной силой раздражения называют наименьшую силу раздражителя, которая вызывает максимальную ответную реакцию. Иначе говоря, «закон силы» распространяется в промежутке от пороговой до максимальной силы раздражения.

v      Раздражители, сила которых больше пороговой, но меньше максимальной называются субмаксимальными.     

Природа закона силовых отношений

•    Мышца состоит из отдельных мышечных волокон, причем каждое волокно имеет различную возбудимость.

•    При действии раздражителя пороговой силы возбуждаются более возбудимые мышечные волокна (пороговое сокращение). По мере увеличения силы тока в процесс возбуждения вовлекаются менее возбудимые мышечные волокна (резерв или субмаксимальные сокращения).

В момент сокращения всех волокон регистрируется максимальное сокращение (предел).

      Закон «Всё или ничего»

был открыт в 1867 году Г. Боудичем при изучении свойств сердечной мышцы, а затем подтвержден и на других возбудимых тканях.

Согласно этому закону ответная реакция ткани не зависит от силы раздражения, либо её нет («ничего»), если сила раздражителя не достигла порогового значения, либо ответная реакция максимальная («всё) уже при пороговой силе раздражения. При дальнейшем увеличении силы раздражения увеличения ответной реакции не происходит, т.к. уже пороговая сила раздражителя вызвала максимальный ответ.

По этому закону функционируют структурные единицы – мышечное волокно, нервное волокно.     

• Возникновение распространяющегося возбуждения зависит не только от силы раздражителя, но и от времени, в течение которого он действует.

• Чем больше по силе раздражитель, тем меньшее время он должен действовать для возникновения возбуждения.

• Зависимость носит обратный характер и имеет вид гиперболы.

• Из этого следует, что на кривой "силы-времени" имеются области, которые не подчиняются этому закону:

ü     если сила раздражителя будет меньше некоторой (пороговой) величины, то возбуждение не возникнет даже при длительном его воздействии;

ü     наоборот, если время воздействия будет очень коротким, то возбуждение тоже не возникнет даже при воздействии очень большого по силе (высокочастотного) эл. тока;

ü в физиотерапии токи высокой частоты используются для получения теплового эффекта.

   

•   Закон отражает зависимость возникновения возбуждения от скорости или крутизны нарастания силы раздражителя.

•  Пороговая сила тока увеличивается при уменьшении крутизны его нарастания до определенной величины. При некоторой минимальной крутизне ответы на раздражение исчезают. Если сила раздражителя нарастает медленно, то формируются процессы,препятствующие возникновению ПД.

• При этом происходит инактивация Na-каналов.

• В результате, нарастает уровень критической деполяризации (КУД), возбудимость снижается и порог раздражения увеличивается, развивается аккомодация.

Аккомодация - это приспособление ткани к воздействию медленно нарастающего по силе раздражителя, проявляющееся снижением возбудимости.

Закон «полярного действия постоянного тока»

«Полярный закон» для постоянного тока был сформулирован нем. физиологом Пфлюгером в 1859 году. Принято различать 3 основных его положения:

Ø   постоянный ток проявляет свое раздражающее действие только в момент замыкания и размыкани я цепи;

Ø    при замыкании цепи постоянного тока возбуждение возникает под катодом (отрицательный электрод); при размыкании под анодом (положительный электрод);

Ø    возбуждение, возникающее под катодом, по величине больше, чем под анодом.

 

Как объяснить полярное действие постоянного
         тока на возбудимые ткани?

Это объясняется разным действием на мембранный потенциал отрицательного (катод) и положительного (анод) электродов.

• При замыкании цепи под катодом скапливаются "-" заряды, которые уменьшают "+" заряд наружной поверхности мембраны.

• Разность потенциалов (между наружной и внутренней поверхностями мембраны) при этом уменьшается, происходит деполяризация мембран (возбудимость повышается).

• Когда деполяризация достигает критического уровня возникает импульсный потенциал (ПД).

• Под анодом происходят противоположные процессы. Положительный анод увеличивает положительные заряды на наружной поверхности мембран, вызывая увеличение разности потенциалов - гиперполяризацию.

• Это сопровождается снижением возбудимости ткани под анодом. Поэтому при замыкании цепи постоянного тока возбуждение под анодом не возникает, какой бы силы он не был.