Розділ 4. фІзІологІя збудження
Передача інформації на відносно великі відстані в організмі людини здійснюється двома системами — нервовою і гуморальною. Про принципи вивільнення і дію гормонів буде докладно говоритися в розділі 9. У нервовій системі інформація передається з більшою швидкістю і «індивідуальністю» за допомогою нервових імпульсів, що виникають у результаті змін мембранних потенціалів. Перш ніж розглядати біоелектричні процеси в живих клітинах, зупинимося на основних фізіологічних станах організму.
Організм і його клітини можуть знаходитися або в активному стані, або в стані спокою. Функціонально активний стан клітини називають збудженням, недіяльний — фізіологічним спокоєм.
Зі стану спокою клітина виходить унаслідок дії на неї певної зовнішньої сили подразнення. При вивченні збудження як фізіологічного процесу необхідно розглянути такі поняття: подразливість, збудливість, подразник, подразнення і збудження.
Подразливість — це здатність переходити зі стану спокою в активний стан, тобто змінювати функції і структуру увідповідь надію зовнішніх факторів, так званих подразників. Процес дії зовнішньої сили — подразнення, а відповідь на нього — біологічна реакція. Біологічна реакція може бути локальною, тобто розвиватися лише в місці подразнення і не поширюватися на сусідні ділянки мембрани, а може поширюватися уздовж мембрани по всій клітині. Уцьому випадку біологічна реакція називається збудженням. Збудження — реакція у відповідь на подразнення, що проявляється в підвищеній діяльності клітин чи тканин.
Збудливість—це властивість або здатність високоорганізованих тканин реагувати на подразнення зміною фізіологічних властивостей і генерацією процесу збудження. Характер біологічної реакції у відповідь залежить від типу тканини. Клітини епітеліальної і сполучної тканини здатні лише на місцеві реакції, що називають подразненням. Проте у процесі еволюції в організмі розвивалися тканини, більш високоорга-нізовані, з більш високим рівнем подразливості, здатні брати участь у пристосувальних реакціях. Вони названі збудливими тканинами. До них відносять нервову, м'язову і залозисті тканини. У цих тканин реакція у відповідь на подразнення настає швидко і проявляється дуже яскраво.
Подразники, будь-які зовнішні або внутрішні, що виникають в самому органі впливу та діють на клітину, тканину чи орган, поділяють за двома ознаками: силою і природою. Так, зовнішні можуть бути фізич
ними, хімічними, біологічними і т. д. Внутрішні—фізіологічно активні речовини: гормони, продукти обміну речовин, що змінюють діяльність органів і виробляються в самому організмі.
За силою подразники поділяються на підпорогові, порогові і надпо-рогові. Маленька сила подразникане викликає збудження. Воно з'явиться лише тоді, коли ця сила досягне певної величини, при якій починає розвиватися реакція у відповідь. Тому порогова сила—це мінімальна сила, здатна викликати реакцію тканини, збудження. Її також називають порогом подразнення. Сила подразника нижче порогової — підпорогова, вище — надпорогова. При дії надпорогової сили в деяких тканинах (наприклад, м'язових) зростає величина реакції у відповідь (м'язового скорочення). При збільшенні сили подразника підвищення величини збудження відбувається до певного рівня, тому що біологічна система досягла меж своїх функціональних можливостей.
По відношенню клітин і тканин до видів подразника (світло, звук, механічна сила, хімічні фактори і т. д.) вони поділяються на дві групи: адекватні і неадекватні. Адекватні — це специфічні для даного виду рецепторів клітин подразники, до яких у процесі еволюції рецепторний апарат пристосувався шляхом підвищення збудливості. Поріг збудження в таких подразників дуже низький. Наприклад, вухо сприймає механічні коливання середовища із силою 10—18 Дж.
Неадекватні — це подразники, що не відповідають біологічним особливостям тканини. Вони викликають збудження, коли з'являється ушкодження. Наприклад, рецепторні клітини вуха й очей можуть збуджуватися при дії значної механічної сили — ударі.