Гипотеза «электрической дырки»

Статьи » Как возникает нервный импульс » Гипотеза «электрической дырки»

Дальше научные позиции Германа и Бернштейна разошлись, и объяснили это явление они по-разному. Для Германа – автора теории повреждения – покоящаяся, т.е. невозбужденная и неповрежденная мышца, была электрически нейтральна: по Герману, источник «тока действия» возникал в месте раздражения в момент раздражения.

Для Бернштейна же картина была совершенно иной: в клетке всегда есть электричество, ее внутренняя часть заряжена отрицательно по отношению к наружной среде и нет нужды в возникновении нового источника тока, нужно просто добраться до уже имеющегося. Поэтому он предположил, что при раздражении возбудимой ткани в мембране действительно возникает «дырка», только не настоящая, как при разрезе или проколе, а «электрическая», дырка для токов, т.е. мембрана становится проницаемой не только для калия, но и для других ионов.

Из этой гипотезы сразу же следовал вывод, определяющий содержание контрольного эксперимента: в области возбуждения сопротивление мембраны должно снижаться за счет этой «дырки». Бернштейн сделал попытку проверить это предсказание экспериментально. Но продолжить развитие и обоснование своей гипотезы уже не успел: его книга с изложением мембранной гипотезы вышла в 1912 г., через два года началась первая мировая война, а в 1919 г. Бернштейн умер.

Предсказание Бернштейна об изменении проницаемости мембраны при возбуждении удалось проверить только спустя четверть века, в 1938 г. Хотя возобновившееся после войны изучение свойств мембраны совершенствовалось, технические трудности были слишком велики: ведь надо было уловить изменение сопротивления, которое длится всего несколько миллисекунд!

Успеха достигли американские биологи Кол и Кертис, которые подобно Фику, сумевшему найти для обнаружения зависимости порогового значения тока от времени его действия «медленную» мышцу беззубки, догадались подобрать подходящий объект, причем довольно неожиданный: вместо традиционных нерва или мышцы лягушки они взяли клетку водоросли. То, что в растениях есть возбудимые клетки, знали уже давно. Известно было и то, что все электрические процессы там идут гораздо медленнее: например, импульс возбуждения распространяется со скоростью всего несколько сантиметров в секунду. Оставалось найти только клетку побольше – такая, с диаметром около полумиллиметра, нашлась у водоросли нителлы.

На этом неожиданном объекте и провели свой опыт Кол и Кертис и обнаружили, что при возбуждении сопротивление мембраны, как и предсказывалось, уменьшается, однако не до нуля, а примерно в 200 раз.

Через год, воспользовавшись открытием гигантского аксона кальмара, те же авторы показали, что у этого волокна при возбуждении сопротивление мембраны тоже падает, и тоже не до нуля, а даже меньше, чем у нителлы: примерно в 40 раз.


Прочие статьи:

Самоорганизация человеческого общества
Мир живого — самоорганизующийся. Подобно тому как биосфера — самоорганизующая целостность, таковы и все ее уровни. Для животного мира формой организации является стадо. Социальное поведение животных — это эволюционный механизм, определяем ...

Соматическая и функциональная антропология. Конституции человека
Развитие конституционологии в последние сто лет шло сложными путями, переживало подъемы и спады, обусловливаемые как объективными, так и субъективными причинами. Среди специалистов нет единого мнения о человеческой конституции, и мы усло ...

Современные концепции биологической формы организации материи. Проблемы генетики
1. Предмет, структура и этапы развития биологии как науки. Биология – наука о живом, строении и функционировании живых существ и их сообществ, распространении, происхождении и развитии живых организмов, связи их друг с другом и с неживой ...

Разделы