БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
электрические
потенциалы, возникающие в тканях и отдельных клетках человека, животных
и растений, важнейшие компоненты процессов возбуждения и торможения.
Исследование
Б. п. имеет большое значение для понимания физико-химич. и физиологич.
процессов в живых системах и применяется в клинике с диагностич. целью
(электрокардиография,
электроэнцефалография, электромиография
и др.).
Первые данные о существовании Б. п. ("животного
электричества") были получены в 3-й четв. 18 в. при изучении природы "удара",
наносимого нек-рыми рыбами с электрическими органами при защите
или нападении. К этому же времени относится начало исследований итал. физиолога
и врача Л. Гальвани, заложивших основу учения о Б. п. Многолетний науч.
спор (1791-97) между Л. Гальвани и физиком А. Вольта о природе "животного
электричества" завершился двумя крупными открытиями: были получены факты
о существовании биоэлектрических явлений в живых тканях и открыт новый
принцип получения электрич. тока с помощью разнородных металлов - создан
гальванич. элемент (вольтов столб). Правильная оценка наблюдений
Гальвани стала возможной лишь после применения достаточно чувствит. электроизмерит.
приборов - гальванометров. Первые такие исследования были проведены
итал. физиком К. Маттеуччи (1837). Систематич. изучение Б. п. было начато
нем. физиологом Э. Дюбуа-Реймоном (1848), к-рый доказал существование Б.
п. в нервах и мышцах в покое и при возбуждении. Но ему не удалось (в силу
большой инерционности гальванометра) зарегистрировать быстрые, длящиеся
тысячные доли сек колебания Б. п. при проведении импульсов вдоль
нервов и мышц. В 1886 нем. физиолог Ю. Бернштейн проанализировал форму
потенциала действия; франц. учёный Э. Ж. Марей (1875) применил для записи
колебаний потенциалов бьющегося сердца капиллярный электрометр; рус. физиолог
Н. Е. Введенский использовал (1883) для прослушивания ритмич. разрядов
импульсов в нерве и мышце телефон, а гол л. физиолог В. Эйнтховен (1903)
ввёл в эксперимент и клинич. практику струнный гальванометр - высокочувствит.
и малоинерционный прибор для регистрации электрич. токов в тканях. Значит,
вклад в изучение Б. п. внесли рус. физиологи: В. В. Правдич-Немин-ский
(1913-21) впервые зарегистрировал электроэнцефалограмму, А. Ф. Самойлов
(1929) исследовал природу нервно-мышечной передачи возбуждения, а Д. С.
Воронцов (1932) открыл следовые колебания Б. п., сопровождающие потенциал
действия в нервных волокнах. Дальнейший прогресс в изучении Б. п. был тесно
связан с успехами электроники, позволившими применить в физиологич. эксперименте
электронные усилители и осциллографы (работы амер. физиологов Г.
Бишопа, Дж. Эрлангера и Г. Гассера в 30-40-х гг. 20в.). Изучение Б.п. в
отдельных клетках и волокнах стало возможным с разработкой микроэлектродной
техники. Важное значение для выяснения механизмов генерации Б. п. имело
использование гигантских нервных волокон головоногих моллюсков, гл. обр.
кальмара. Диаметр этих волокон в 50 -100 раз больше, чем у позвоночных
животных, он достигает 0,5-1 мм, что позволяет вводить внутрь волокна
микроэлектроды, инъецировать в протоплазму различные вещества и т. п. Изучение
ионной проницаемости мембраны гигантских нервных волокон позволило англ,
физиологам А. Ходжкину, А. Хаксли и Б. Катцу (1947-52) сформулировать современную
мембранную
теорию возбуждения.
Различают следующие осн. виды Б. п. нервных
и мышечных клеток: потенциал покоя, потенциал действия, возбуждающие и
тормозные постсинаптич. потенциалы, генераторные потенциалы.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я