Возбудимость

Возбудимость — это способность клетки или ткани в ответ на раздражение быстро менять свой мембранный потенциал и переходить в состояние возбуждения, то есть генерировать потенциал действия. Возбудимость — базовое свойство нервной, мышечной и некоторых железистых тканей, на котором основаны передача сигналов, движение и работа сердца.

Мембранный потенциал, или разность зарядов между внутренней и наружной сторонами мембраны, есть почти у всех клеток. Но резко и обратимо менять его умеют лишь возбудимые клетки. Это понятие физиологии не следует путать с бытовым выражением «повышенная возбудимость», которым описывают поведение или эмоции.

🧠 Какие клетки возбудимы

• Нервные клетки — нейроны, которые проводят и обрабатывают сигналы.
• Клетки скелетных мышц, сокращающиеся по команде нервов.
• Клетки сердечной мышцы, в том числе клетки водителя ритма, которые возбуждаются сами по себе.
• Гладкомышечные клетки стенок сосудов, кишки, мочевого пузыря.
• Некоторые железистые клетки, например бета-клетки поджелудочной железы, выделяющие инсулин.

⚡ Как возникает возбуждение

В покое внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно. Этот потенциал покоя создают натрий-калиевый насос и калиевые каналы утечки, через которые калий выходит из клетки. Раздражитель — химический, механический, электрический — сдвигает потенциал ближе к нулю.

Если сдвиг достигает критического уровня, или порога, массово открываются натриевые каналы, натрий входит в клетку, и возникает потенциал действия. Он подчиняется закону «всё или ничего»: слабый раздражитель ниже порога ответа не вызывает, а любой надпороговый вызывает импульс одинаковой величины. Сила раздражения кодируется частотой импульсов, а не их размером.

📏 Как оценивают возбудимость

Чем меньше сила раздражителя, необходимая для возбуждения, тем выше возбудимость. В классической физиологии для её измерения используют несколько показателей.

Показатели возбудимости

Во время абсолютной рефрактерности натриевые каналы инактивированы, и новый импульс невозможен при любой силе раздражения. В относительную рефрактерность ответ возможен, но только на более сильный стимул. Благодаря этому импульс бежит по волокну в одну сторону, а у сердечной мышцы длинный рефрактерный период защищает её от непрерывного судорожного сокращения.

⚙️ Что влияет на возбудимость

• Уровень калия в крови. Избыток калия сначала повышает возбудимость, а затем снижает её из-за инактивации натриевых каналов, недостаток делает потенциал покоя более отрицательным.
• Уровень кальция и магния. Ионы кальция «стабилизируют» мембрану: при их нехватке порог снижается и нервы с мышцами становятся гипервозбудимыми.
• Нейромедиаторы и гормоны. Возбуждающие и тормозные сигналы, а также адреналин и норадреналин меняют работу ионных каналов.
• Вегетативная нервная система: симпатические влияния повышают возбудимость сердца, блуждающий нерв её снижает.
• Температура, кислородное голодание, утомление и лекарства, действующие на каналы.

🩺 Нарушения возбудимости

Изменения возбудимости — частый механизм болезней. Гиперкалиемия и гипокалиемия нарушают работу сердца и могут вызвать опасные нарушения ритма, а также мышечную слабость. Снижение кальция в крови повышает возбудимость нервов и мышц и проявляется тетанией — покалываниями и непроизвольными спазмами мышц кистей, стоп, лица.

Избыточная возбудимость групп нейронов мозга лежит в основе эпилептических приступов. Наследственные дефекты ионных каналов — каналопатии — вызывают одни формы эпилепсии, мышечные миотонии, периодические параличи и синдром удлинённого интервала QT. Снижение возбудимости и проводимости нервов возникает при их повреждении, разрушении миелиновой оболочки, дефиците витаминов группы B.

Многие лекарства работают через возбудимость клеток. Местные анестетики и часть противоэпилептических и антиаритмических препаратов блокируют натриевые каналы, препараты кальция и магния используют для коррекции электролитных нарушений. Сведения о препаратах приведены в ознакомительных целях, лечение назначает врач.

ВАЖНО:

Тяжёлые сдвиги калия и кальция в крови опасны прежде всего для сердца. Сильная мышечная слабость, судороги, перебои в работе сердца на фоне рвоты, поноса или приёма мочегонных — повод срочно обратиться за медицинской помощью.