ЖИВОТНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

ЖИВОТНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, электрические явления в живых тканях и органах животных и растений. Изучением этих явлений занимается электробиология, или электрофизиология. Основателем учения о Ж. э. является итальянский физиолог Гальвани, к-рый открыл, что соприкосновение металлической дуги, состоящей из двух металлов, с нервом и мышцей лягушки вызывает сокращение мышцы. Полемика Гальвани с Вольта, к-рый видел в этом явлении исключительно физич. процесс, привела Гальвани к его знаменитому опыту сокращения без участия металлов. Нерв, отсепарованный по длине и приведенный в соприкосновение с возбужденной мышцей, вызывает в свою очередь сокращение связанной с ним мышцы. Гальвани заключал из этого опыта, что в живом теле имеются источники электричества, раздражающие мышцу. Опыты Маттеучи (Mat-teucci)mvi. обр. Дюбуа-Реймона (Du Bois-Reymond) прочно установили существование в живом теле электрических явлений и обнаружили законы этих явлений.—На м ы ш-ц е можно показать существование токов во время покоя ее. Расположение опытов для этого следующее. Различные точки мышцы Р с параллельными волокнами, идущими вдоль АВ (рис. 1), соединяют при помощи

неполяризующихся электродов с гальванометром. Тогда вдоль соединяющей эти точки проволоки течет ток, направление которого определяется следующим правилом. Пусть ЕЕ есть сечение, делящее мышцу на две симметричные части; ЕЕ называется ее экватором. Ток течет во внешней цепи от точки а (или соотв. с), лежащей ближе к экватору, к точке Ъ (или соотв. d), лежащей ближе к полюсу Р, находящемуся на линии РР, прот ходящей через центры оснований мышцы. Симметричные по отношению к экватору ЕЕ точки г и s тока не дают. Наиболее сильный ток получается, если одну из точек экватора т соединить с точкой п (центр) поперечного сечения. Аналогичный же ток покоя получается в нерве. Максимальная электродви-

жущая сила мышцы, получаемая при токе покоя, равна 80 милливольтам. При тетани-ческом раздражении мышцы ток, получаемый от соединения точки т продольной и точки п поперечной поверхности, ослабевает и иногда настолько, что гальванометр тока не показывает. Это явление, открытое Дюбуа-Реймоном, называется отрицательным колебанием мышечного токаи объясняется тем, что возбужденное место делается электроотрицательным по отношению к невозбужденному; следовательно возбуждение, проходя через экватор, делает точку т электроотрицательной по отношению к точке п. При распространении тока до точки п эта последняя не меняет своей отрицательности по отношению к т, и т. о. в дуге, соединяющей тип, возникают токи обратного направления, к-рые, суммируясь, и обнаруживают на гальванометре ослабление тока. На неповрежденной мышце, если отвести ток от двух ее точек А я В (рис. 2), при пробегании возбуждения от Ш к N отрицательной становится сначала точка А (ток идет во внешней цепи от В к А), затем точка В (ток идет во внешней цепи в обратном направлении от i к В). Таким образом объясняется возникновение двухфазного тока действия. Записанный при помощи струнного гальванометра, двухфазный ток имеет вид, изображенный на рис. 3. Позднейшие опыты показали, что не только мышца и нерв, но и другие раздражаемые ткани ведут себя аналогичным образом; если , раздражать светом сетчатку, то раздраженная часть сетчатки становится электроотрицательной по отношению к нераздраженным ее частям, и ток во внешней цепи идет от частей, расположенных поблизости от нераздраженных тканей, к тканям раздраженным. Исследуя механический эффект сокращающейся мышцы и параллельно электрические явления в последней, можно заключить, что электрические явления тем сильнее, чем сильнее сокращается мышца. Доказано также, что отрицательное колебание тока наблюдается еще до появления сокращения, в лятентном периоде. Чувствительность—способность ткани отвечать на определенные внешние стимулы, напр. на действие ядов (алкоголя, паров никотина),—стоит в связи с силой электрических явлений в ткани. Развитие методики исследования и введение приборов, способных записывать быстро протекающие явления (капилярный электрометр Липмана, струнный гальванометр Эйнтгофена), позволили изучить протекание во времени электрических явлений в живой ткани. Прохождение постоянного тока через нерв вызывает в экстраполярных пространствах появление токов, к-рые связаны с особой физиолого-анатомической структурой нерва (рис. 4). Если через нерв NN пропустить электрический ток от элемента Е, приставив электроды к участку с, то в экстраполярных участках а и Ъ получаются

Рисунок 3.

токи, легко открываемые гальванометрами С?! и G₂; направление токов показано на рис. 4 стрелками. Эти токи в нерве совпадают с направлением поляризующего токаев Г©~1 Рисунок i. области с. Объяснение этому явлению заключается в том, что центральный осевойцилиндр нерва лучше проводит ток, чем невроплазма; на моделях нерва, состоящих из хорошо проводящей проволоки, окруженной плохо проводящим электролитом, можно наблюдать подобное же явление .—Исследования Введенского обнаружили интересные соотношения между периодом раздражающего тока в нерве и периодом электрических явлений, наблюдаемых на другом его конце. Если . нерв, состоящий из клетки Z (рис. 5), осевого отростка N и дендритов D, раздражать в В, то прибор (телефон или струнный гальванометр), помещенный в Т, обнаруживает токи действия той же частоты, как и период раздражающего тока; только в том случае, если частота раздражающего тока переходит определенную границу (тысячи колебаний в секунду), ток в Т не соответствует периоду тока в R. Если же раздражающий участок Р отделен от места отведения токов Т нервной клеткой Z,to, каков бы ни был период раздражающих токов в R,b T получается всегда один и тот лее период электрического тока, соответствующий периоду работы нервной клетки. Если изучать спонтанные процессы в центральной нервной системе телефоническим методом, то они представляются периодическими разрядами, которые дают в телефоне, соединенном с нервной системой иглами, ряд следующих друг за другом шумов. Процессы электрического характера сопровождают не только явления, происходящие в животном организме; растения также показывают ряд электрических явлений, аналогичных явлениям у животных. Наконец особый отдел составляет учение об электрических явлениях у некоторых рыб (электрический скат, электрический сом). Электрические органы этих животных, исследованные гистологически Бабухиным, являются R            р ,^ Рисунок 5. аналогами мышц, и электрические явления в них достигают таких размеров, что разряды их в воде могут не только оглушить, но и убить животное. Изучение этих явлений, начатое Маттеучи, было продолжено Дюбуа-Реймоном, а после него Бернштейном. Объяснение явлений, происходящих при возбуждении, нужно искать, как это показывает ионная теория возбуждения, в появлении в возбужденной области ионов, к-рые и создают определенную разность потенциалов между возбужденной и невозбужденной тканью. Чаговец был первым, к-рый количественно доказал возможность объяснить электродвижущие силы работающей мышцы возникновением ионизованных продуктов.—Из сказанного видно, что хотя изучение электрич. явлений и не приводит к познанию отличия живой и неживой природы, однако существование биоэлектрических токов оказывается важным для изучения явлений, протекающих в живом организме. В последнее время изучение электрических явлений в сердце развилось в обширную главу электрофизиологии; полученные результаты служат для диагностики сердечных заболеваний. Наконец в заключение нужно упомянуть о статических зарядах человеческого тела, к-рые возникают при изменении положения мышц изолированного человеческого тела. Растения также обнаруживают возникновение зарядов на них. Лит.: Введенский Н., Телефонические исследования над электрическими явлениями в мышечных и нервных аппаратах, СПБ, 1884; Сеченов И., О животном электричестве, СПБ, 1862; он щ е, Физиология нервной системы, СПБ, 1891; G- а 1 v a n i A., Kral'te d. Elektrizitat bel d. Muskelbewegungen,Leipzig, 1894; Matteucci С Traite des phenomenes electro-physiologiques des animaux, P., 1844; Du Bois-Rey-m о n d E., Untersuchungen liber thierische Elektrizitat, В., 1848—60; Biedermanri W., Elektrophysiologie, Jena, 1896; Bernstein J., Elektrobiologie, Braunschweig, 1912; Waller A., Lectures on physiology, L.—N. Y.—Bombay, 1897.                          П. Лазарев.