Роль крутизны нарастания силы раздражителя в возникновении возбуждения

Другая важная закономерность касается соотношения между пороговой силой раздражения и скоростью его нарастания. Дюбуа – Реймоном (1848) был установлен закон, согласно которому раздражающее действие электрического тока тем сильнее, чем быстрее он нарастает. Пороги раздражения самые низкие при раздражении прямоугольными электрическими импульсами.

Если раздражать возбудимую структуру электрическими импульсами, сила которых нарастает линейно, то пороги оказываются повышенными и тем в большей степени, чем медленнее увеличивается сила тока. Ток, крутизна нарастания силы которого достигает определенной минимальной величины, остается неэффективным для возникновения возбуждения, даже если он значительно превышает реобазу. Т.о. слишком медленно нарастающие токи вообще могут не вызывать возбуждения.

Явление повышения порога с уменьшением крутизны нарастания раздражающего тока Нернстом (1908) было названо аккомодацией. Таким образом, раздражитель, чтобы оказать возбуждающее действие, должен достичь пороговой силы со скоростью, превышающей скорость развития аккомодации в данной ткани.

Главной при­чиной аккомодации является инактивация Na-каналов, возникающая при медленной деполяризации клеточной мембраны — в те­чение 1с и более. Клетка теряет возбуди­мость, если закрывается около 50 % инактивационных h-ворот (в покое h-ворота в основном открыты, закрыто около 20 %). Меньшую роль играет активация К-каналов. Возникающая частичная деполяризация клетки при медленно нарастающей силе сти­мула ведет к уменьшению мембранного по­тенциала. Поэтому если и возникает ПД при дальнейшем резком увеличении силы раздра­жителя, то его амплитуда мала. Аккомодация развивается, например, в клетках ЦНС, когда они деполяризуются при суммации медленно нарастающих синаптических потенциалов. Скорость развития аккомодации у разных тканей различна, она зависит, как и скорость возникновения ПД, от скорости активации и инактивации ионных каналов, в первую оче­редь инактивации Na-каналов. Таким обра­зом, аккомодация характеризует не возбуди­мость ткани, а изменение возбудимости ткани при действии плавно нарастающего раздражителя. Поэтому при определении воз­будимости ткани в качестве раздражителя не­обходимо использовать прямоугольные им­пульсы. В этом случае скорость нарастания стимула и активация Na-каналов опережают скорость аккомодации (инактивации Na-ка­налов), что и приводит к возникновению ПД.

Значение крутизны нарастания силы раздражителя проявляется не только при электрическом, но и при химическом, механическом, термическом и других раздражениях. Поэтому, например, отравление газом может произойти, когда он накапливается в помещении, не обнаруживая себя запахом.