Критерии оценки возбудимости. Критерии оценки возбудимости. Порог раздражения и порог деполяризации
| Название | Критерии оценки возбудимости. Порог раздражения и порог деполяризации |
| Дата | 08.04.2018 |
| Размер | 19.85 Kb. |
| Формат файла |  |
| Имя файла | Критерии оценки возбудимости.docx |
| Тип | Документы #40596 |
- Критерии оценки возбудимости. Порог раздражения и порог деполяризации.
Критерии возбудимости: 1.Порог раздражения – минимальная сила раздражения, способная вызвать ответную реакцию. 2.Полезное время — минимальная длительность действия раздражителя, необходимая для возникновения возбуждения. 3. Хронаксия – время, в течение которого раздражитель, силой в 2 порога, способен вызвать возбуждение. 4.Лабильность — способность ткани генерировать ответ синхронно с раздражением.
Порог раздражения – минимальная сила раздражителя, способная вызвать процесс возбуждения.
Типы возбудителей : подпороговые, пороговые; сверхпороговые.
По степени приспособленности организма к восприятию: адекватные; неадекватные
Раздражители по природе: физические, химические и биологические
Порог деполяризации – минимальный уровень деполяризации мембраны, при котором возникает потенциал действия. Сдвиг порога деполяризации в сторону ПП – повышение возбудимости клетки.
- Изменение возбудимости при возбуждении
В качестве мерила возбудимости берут пороговую силу раздражителя, которая определяется главным образом соотношением двух параметров: исходной величиной потенциала покоя и тем критическим уровнем, до которого надо довести потенциал, чтобы вызвать возбуждение. Чем ближе исходный потенциал к критическому уровню,тем меньше надо приложить силы, чтобы сдвинуть его к этому уровню, тем выше возбудимость. Разница между критическим уровнем и исходным потенциалом называется порогом деполяризации. Чем ниже порог деполяризации, тем выше возбудимость, и наоборот. Волнообразный процесс возбуждения сопровождается многофазными измененениями возбудимости:
1-в скрытый период возбуждения ( местное возбуждение) возбудимость повышенная, так как потенциал приближается к критическому уровню;
2 – деполяризация и пик ПД сопровождается резким падением возбудимости до нуля ( абсолютная рефрактерность). В это время блокируются натриевые каналы, что делает невозможным реакцию ткани на действие даже очень сильного раздражителя.
-в период реполяризации идет восстановление возбудимости ( относительная рефрактерность);
следовая деполяризация сопровождается повышенной ( супернормальной ) возбудимостью, т.к. в это время потенциал приближен к критическому уровню.
следовой гиперполяризации мембраны соответствует пониженная ( субнормальная) возбудимость , т.к. потенциал сдвинут в противоположную сторону от критического уровня.
- Основные законы раздражения (закон силы, силы-времени, явление аккомодации).
Закон силы. Существует два проявления этого закона. Типичная реакция, характерная для большинства тканей, подчиняется закону силовых отношений, отражающего прямую зависимость ответной реакции от силы раздражителя: чем сильнее ( выше пороговой ) раздражитель, тем сильнее ( до определенных пределов) ответная реакция. Другое проявление – закон «всё или ничего»: подпороговый раздражитель не вызывает ответной реакции («ничего»), пороговый и сверхпороговый раздражители дают одинаковую (максимальную) ответную реакцию («всё») Этому закону подчиняется одиночное мышечное волокно ( хотя целая мышца реагирует по закону силы) и мышца сердца. В процессе возбуждения закон силы проявляется в локальном ответе, тогда как потенциал действия подчиняется закону «всё или ничего».
Закон силы – длительности (силы- времени). Этот закон отражает зависимость между силой и временем, в течение которого надо подействовать данной силой, чтобы вызвать ответную реакцию.Чем выше сила, тем меньше времени требуется для ответной реакции, и наоборот. Эта зависимость имеет характер гиперболы (рис. ). Минимальная сила тока, вызывающая ответную реакцию, называется реобазой. Время, в течение которого надо действовать реобазой, чтобы вызвать ответную реакцию, называется полезное время. Однако это время измерить практически невозможно. Поэтому существует другой временной показатель, который можно зарегистрировать с помощью приборов – это хронаксия. Это минимальное время наступления ответной реакции при действии силы, равной удвоенной реобазе. Хронаксия, как и пороговая сила ( реобаза ) позволяет оценить возбудимость ткани. Чем меньше хронаксия, тем выше возбудимость, и наоборот.
Закон аккомодации – отражает зависимость ответной реакции от скорости нарастания силы раздражителя до определенной (пороговой) величины. При воздействии медленно нарастающих по силе раздражителей увеличивается порог возбудимости, что обусловлено повышением критического уровня деполяризации и инактивацией ( закрытием ) быстрых натриевых каналов. При медленном нарастании силы раздражителя до пороговой величины натриевые каналы закрываются раньше, чем потенциал достигнет критического уровня. В данном случае развивается стойкая деполяризация мембраны. Стойкая деполяризация сопровождается низкой возбудимостью, так как в этом случае не достигается критический уровень деполяризации, а следовательно, не возникает возбуждения.
- Методы воздействия на возбудимые ткани в клинике и в эксперименте
- Законы действия постоянного тока на возбудимые ткани.
Постоянный ток действует только в момент замыкания и размыкания цепи; его действие подчиняется 3-м законам:
1.Закон полярного действия- отражает связь раздражающего действия тока с полюсами (электродами): в момент замыкания цепи возбуждение возникает на катоде, при размыкании- на аноде. Причем раздражающее действие катода выражено сильнее.
2. Закон физиологического электротонуса – отражает влияние постоянного тока на возбудимость и проводимость ткани ( эти изменения носят название физиологического электротонуса). В момент замыкания цепи на катоде возбудимость повышается ( явление “катэлектротона”), что связано с деполяризацией мембраны. На аноде в это время – гиперполяризация и снижение возбудимости ( явление “анэлектротона”). Однако при длительном действии тока или при действии сильного тока на катоде развивается стойкая деполяризация мембраны ( феномен аккомодации), что ведет к резкому снижению возбудимости и проводимости. Это явление носит название “катодической депрессии”.
Закон сокращения говорит о том, что эффект действия постоянного тока ( сокращение мышцы) зависит от силы и направления тока. В зависимости от того, какой электрод находится ближе к мышце, ток может быть нисходящим ( если ближе к мышце расположен катод) и восходящим ( ближе к мышце- анод). При действии слабого тока мышца сократится только в момент замыкания цепи и не сократится при размыкании, т.к.согласно закону полярного действия в момент замыкания возбуждение возникает на катоде, а он обладает большим раздражающим эффектом, чем анод, и может вызвать сокращение даже при слабом токе. При действии тока средней величины мышца будет сокращаться при замыкании и размыкании под соответствующим электродом. При действии сильного тока имеет значение направление тока. При нисходящем токе мышца сократится только в момент замыкания цепи, а при восходящем – в момент размыкания.
Критерии для оценки возбудимости ткани
Медкампус (студенты — медики) запись закреплена
Критерии оценки возбудимости ткани. Явление аккомодации возбудимой ткани. Параметры возбудимости ткани: пороговая сила (реобаза), полезное время, хронаксия. Функциональная лабильность ткани, мера лабильности. Изменение возбудимости при электротоническом изменении мембраного потенциала.
Возбудимость — это показать, который отражает насколько легко можно вызвать возбуждение.
Критериями оценки возбудимости ткани являются:
1. Порог деполяризации — это минимальная величина, на которую нужно деполяризовать клетку, чтобы вызвать ПД
2. Критический уровень ПД — это значение мембранного потенциала, при котором возникает ПД
Аккомодация — это снижение возбудимости при уменьшении крутизны ( скорости нарастания) раздражителя. Причина аккомодации такая же,как и при длительной деполяризации: при медленной деполяризации успевает развиться натриевая инактивация и калиевая активация.
Параметры возбудимой ткани:
1. Порог силы — это наименьшая сила, которую нужно приложить, чтобы вызвать ПД в неограниченное время.
2. Полезное время — это наименьшее время действия раздражителя на ткань (пороговой силы),чтобы вызвать ее возбуждение.
3. Хронаксия — это наименьшее время, в течение которого должен действовать электрических ток в 2 реобазы.
Лабильность — это скорость проведения ткани одного цикла возбуждения.
Мера лабильности — это количество циклов возбуждения, которое может провести ткань в 1 с.
ОЦЕНКА ВОЗБУДИМОСТИ ТКАНИ И КЛЕТКИ (ЗАКОНЫ РАЗДРАЖЕНИЯ)
Возбудимостьклетки меняется не только в процессе ее возбуждения, но и при изменении химического состава внеклеточной жидкости, например, в результате длительной высокой активности клеток, отклонения показателей внутренней среды в патологических случаях. Возбудимость различных нейронов вариабельна. Наиболее возбудимы нейроны ретикулярной формации (см. раздел 5.4).
Показателями состояния возбудимоститкани являются пороговый потенциал, пороговая сила и пороговое время.
А. Пороговый потенциал (ΔV) — это минимальная величина, на которую надо уменьшить мембранный потенциал покоя, чтобы вызвать возбуждение (ПД). ΔV и возбудимость клеток находятся в обратных соотношениях: небольшая величина ΔV свидетельствует о высокой возбудимости клетки. Если, например, уменьшение мембранного потенциала (частичная деполяризация) на 5-10мВ вызывает возникновение ПД, то возбудимость клетки высока. Напротив, большой ΔV (30-40мВ) свидетельствует о более низкой возбудимости клетки. Однако во всех случаях ПД возникает только при достижении критического уровня деполяризации клеточной мембраны (Екр).
Критический уровень деполяризации Екр КУД — это минимальная деполяризация клеточной мембраны, при которой возникает ПД. Дальнейшее раздражение клетки и искусственное снижение ПП ничего не изменяет, поскольку деполяризация клетки, достигнув критической величины, сама по себе ведет к открытию потенциалзависимых ворот Na-каналов, в результате чего Nа + устремляется в клетку, т.е. ускоряется деполяризация независимо от действия раздражителя (регенеративный процесс). Критический уровень деполяризации клеточной мембраны обычно составляет -50 мВ. При величине ПП, например, 60 мВ (Ео) деполяризация — уменьшение ПП на 10 мВ — приведет к достижению Екр (50 мВ) и возникнет ПД. Если ПП равен -90 мВ, то для вызова ПД надо снизить ПП на 40 мВ. В последнем случае возбудимость клетки значительно ниже. Таким образом:
Соотношения между ΔV, Ео и Екр показаны на рис. 3.7: наибольшая возбудимость при наименьшем ΔV (см. рис. 3.7, я), наименьшая возбудимость при наибольшем ΔV (см. рис. 3.7, в). ΔV не зависит от критического уровня деполяризации (Екр), но зависит от величины ПП клетки (Ео), поскольку Екр, как отмечалось, — величина довольно постоянная.
Рис. 3.7. Зависимость возбудимости клетки от Ео — величины мембранного потенциала при одинаковой величине Екр — критического уровня деполяризации мембраны. ΔV1 = 10мВ; ΔV2= 20 мВ; ΔV3= 30мВ. (Объяснение в тексте.)
Величина ПП изменяется в различных условиях деятельности клетки, вследствие этого изменяется и ее возбудимость, например, при изменении концентрации ионов Са 2+ , рН среды. Если концентрация ионов Са 2+ в среде повышается, то клетка становится менее возбудимой, поскольку возрастает мембранный потенциал, вследствие чего Ео удаляется от Екр. В случае, если концентрация ионов Са 2+ снижается, то возбудимость клетки возрастает, так как мембранный потенциал уменьшается, Ео приближается к Екр. Однако если мембранный потенциал медленно снижается ниже Екр (-50 мВ), например в условиях охлаждения или гипоксии, то клетка становится невозбудимой вследствие инактивации Na-каналов и невозможности достичь Екр.
Несмотря на то что ΔV является наиболее точной мерой состояния возбудимости клетки, используется этот показатель в эксперименте из-за сложности процедуры реже, чем другие. В частности, с учебной целью, а нередко и в научных исследованиях применяются такие критерии, как пороговая сила и хронаксия.
Б. Пороговая сила — это наименьшая сила раздражителя, способная вызвать возбуждение (ПД) при неограничении ее действия (рис. 3.8, проекция точки А на ординату). Сила раздражителя — понятие собирательное: оно отражает степень выраженности раздражающего воздействия стимула на ткань. Например, сила электрического тока выражается в амперах (А), температура среды -в °С, концентрация химического вещества — в миллимолях на 1 л, сила звука — в децибелах (дБ) и т.д. При использовании в качестве раздражителя электрического тока предложенное определение пороговой силы совпадает с понятием «реобаза».Реобаза — это наименьшая сила тока, способная вызвать импульсное возбуждение. Если пороговая сила раздражителя мала, возбудимость ткани высокая. Чем ниже пороговая сила, тем выше возбудимость ткани. Большая пороговая сила свидетельствует о низкой возбудимости ткани. При внутриклеточном раздражении пороговая сила электрического тока для различных клеток равна 10- 7 -10- 9 А.
В. Пороговое время — это минимальное время, в течение которого на ткань должен действовать раздражитель пороговой силы, чтобы вызвать ее возбуждение (рис. 3.8, проекция точки А на абциссу). Пороговое время называют такжеполезным временем,так как раздражитель обеспечивает деполяризацию только до критического уровня (Екр). Далее ПД развивается независимо от действия раздражителя, дальнейшее раздражение уже становится ненужным, бесполезным, поскольку ПД — это регенеративный процесс, происходящий благодаря накопленной энергии клеткой в виде концентрационных градиентов различных ионов. В эксперименте для оценки возбудимости ткани чаще используют не пороговое время, а хронаксию, так как пороговое время — очень тонкий критерий. Поэтому малейшие изменения возбудимости ткани ведут к изменению порогового времени.Хронаксия — это наименьшее время, в течение которого должен действовать ток в две реобазы, чтобы вызвать возбуждение (см. рис. 3.8, проекция точки Б на абциссу).
Рис. 3.8. Кривая — сила-длительность. На абсциссе — длительность раздражения; на ординате — сила раздражения
Соотношение между временем действия раздражителя и сверхпороговой силой, необходимой для вызова возбуждения, показано на рис. 3.8. Кривая в виде гиперболы (кривая Гоорвега-Вейса-Лапика) демонстрирует, что с увеличением силы действующего раздражителя (сверхпороговое раздражение) время его действия, необходимое для вызова возбуждения, уменьшается. Из графика (правая часть) также следует, что, если для получения возбуждения использовать раздражитель, по амплитуде меньший реобазы, возбуждение ткани не возникнет даже в том случае, если время его действия будет бесконечно большим. С другой стороны, если для получения возбуждения использовать раздражитель, время действия которого будет меньше некоторого критического интервала (левая часть графика), то возбуждение ткани не будет получено даже при бесконечно большой силе раздражителя. Поэтомувысокочастотный переменный ток (>10 кГц) опасности для организма не представляет: при сверхкоротком воздействии на ткань электрический ток вызывает лишь тепловой эффект, что используется в клинической практике для глубокого прогревания тканей при различных патологических процессах. Электрический ток с частотой от 0,5 до 1 мГц такжеможно использовать в лечебных целях.
Низкочастотный переменныйсинусоидальный ток (50 Гц) стимулирует возбудимые ткани. Стимулы синусоидального тока частотой 50 Гц большого напряженияопасны для жизни, они могут вызвать фибрилляцию сердца с летальным исходом.
При возбуждении отдельных нейронов они взаимодействуют друг с другом с помощью синапсов.