Возбудимые ткани и их свойства

Возбудимыми называются ткани, которые в ответ на раздражитель

способны отвечать специфической формой активности: возникновением электрического потенциала или другими явлениями. К ним относятся нервная, мышечная и железистая ткани. Возбудимым тканям присущи следующие свойства:

– возбудимость – способность возбуждаться;

– проводимость – способность проводить нервный импульс (скорость

проведения у нерва может достигать 120 м/с, т.е. 600 км/ч);

– сократимость – способность развивать силу или напряжение при воз-

буждении;

– лабильность – функциональная подвижность, т.е. способность к рит-

мической активности (нерв способен в 1 с генерировать до 1000 нервных импульсов);

– секреторная активность.

Сущность процесса возбуждения заключается в следующем. Все клет-

ки организма ограничены от внешнего пространства двухслойной плазматической мембраной. Матрикс мембраны представлен главным образом фосфолипидами, гидрофильные группы которых обращены к водной среде, а гидрофобные углеводородные цепи располагаются в два ряда и образуют безводную липидную фазу, способную растворять неполярные молекулы (рис.2). Разбросанные среди фосфолипидов в почти равном с ними количестве молекулы холестерола стабилизируют мембрану. Главными функциональными элементами, погруженными в билипидный слой, являются белки. Одни белки пронизывают мембрану, другие закреплены в каком-то одном слое.

Обычно белки ориентированы так, что их гидрофобные группы погружены в липидную мембрану, а полярные гидрофильные группы находятся на поверхности мембраны, контактируя с межклеточной жидкостью. Многие белки наружной поверхности мембраны представлены гликопротеидами.

Цитозоль клетки и межклеточная жидкость электронейтральны.

Рис. 2. Твердокаркасная модель плазматической мембраны

Однако все клетки организма имеют электрический заряд, обусловленный неодинаковой концентрацией катионов и анионов в наружном и внутреннем примембранном слоях клетки. Внутренний примембранный слой имеет отрицательный заряд, наружный – положительный. Наиболее распро-страненным катионом во внеклеточной среде является Na+, во внутриклеточной – K+ (рис. 3). При этом наибольший градиент внутри- и внеклеточной концентрации имеет место для ионов Ca2+, концентрация свободных ионов которого внутри клетки ниже в 25 000 раз, чем снаружи.

Рис. 3. Распределение ионов между вне- и внутриклеточной средами в

двигательных нейронах спинного мозга (ммоль/л-1)

Различная концентрация анионов и катионов является следствием не-

одинаковой проницаемости плазматической мембраны для разных ионов.Проницаемость плазматической мембраны определяется наличием в ее составе разных ионных каналов, размерами каналов и частиц, растворимостью частиц в мембране (клеточная мембрана проницаема для растворимых в ней липидов и непроницаема для пептидов). При действии раздражителя на клетку возбудимой ткани изменяется ионная проницаемость плазматической мембраны. В результате ионы быстро перемещаются через мембрану согласно электрохимическому градиенту (например, положительные ионы движутся в сторону избыточного отрицательного заряда и меньшей концентрации данного иона). Это и есть процесс возбуждения.