Глава 12 Потенциал действия

Электрические нервные импульсы (потенциалы действия) в живом организме передают информацию от рецепторов к нейронам мозга и от нейронов мозга к мышцам. Живой организм является электрифици­рованной системой, и без электричества нет жизни.

Потенциал действия был открыт раньше потенциала покоя. Живот­ное электричество известно давно. Разряды электрического угря (проис­ходящие при напряжении до 600 В, с током около 60 А и длительностью порядка миллисекунды) использовались медициной ещё в Древнем Риме для лечения подагры, головной боли, эпилепсии. Электрический нервный импульс открыл Луиджи Гальвани, профессор анатомии в г. Болонья. Результаты его электрофизиологических опытов изложены в книге "Трактат о силах электричества при мышечном движении" (1791 г.).

Гальвани открыл, что мышечные сокращения конечностей препари­рованной лягушки могут вызываться электрическим импульсом, и что сама живая система является источником электрического импульса.

Открытие Гальвани сыграло выдающуюся роль в развитии физики, электротехники, электрохимии, физиологии, биофизики, медицины.

Однако огромная популярность идей Гальвани привела к их профа­нации (гальванизация трупов, гальванизм прикосновений и взглядов и т. д.), что вызывало недоверие ученых к экспериментам Г альвани. Младший современник Гальвани профессор физики Алессандро Вольта был яростным противником идеи животного электричества (за исключе­нием особых случаев электрических рыб: электрического угря и электри­ческого ската). В своих экспериментах он исключил биологический объект и показал, что электрический ток может быть получен при контакте набора металлов, разделённых электролитом (вольтов столб). Так был открыт химический источник тока (названный, однако, позже в честь его научного противника гальваническим элементом).

В XIX веке утвердилось примитивное представление о распростра­нении электрических токов по нервам, как по проводам.

Позднее было показано, что медленное распространение электри­ческого нервного импульса связано с медленной перезарядкой конденса­торов, которые представляют собой клеточные мембраны, через большие сопротивления. Постоянная времени перезарядки мембраны т = RC велика, так как велики ёмкость мембраны С и сопротивление R нервного волокна.

То, что нервный импульс представляет собой импульс электри­ческого тока, было доказано лишь к середине 20-го века, в основном, в работах английского физиолога Алана Ходжкина и его сотрудников. В 1963 году А.Л. Ходжкину {Alan Lloyd Hodgkirl), Э.Ф. Хаксли {Andrew Fielding Huxley) и Дж.К. Эклсу {John Carew Eccled) была присуждена

Нобелевская премия по физиологии и медицине "за открытия, касающие­ся ионных механизмов возбуждения и торможения в периферических и центральных участках нервных клеток".

Потенциалом действия (action potential} называется электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости мембраны и связанный с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения.

12.1.