Дія постійного струму на живі тканини. Хронаксиметрія

Постійний струм в даний час знаходить все більш широке застосування в клінічній практиці, як для діагностики уражень нервів і м’язів (наприклад, хронаксиметрія – метод визначення збудливості периферичних нервів і скелетних м’язів), так і для фізіотерапії ряду захворювань (наприклад, використання постійного струму для введення лікарських речовин – метод електрофорезу – або з метою підвищення еластичності післяопераційного рубця).
Постійний струм – це струм, постійний по силі та напрямку. Він змінює свою величину тільки двічі – в момент замикання ланцюга (при цьому амплітуда різко зростає з нуля до певного значення) і в момент розмикання ланцюга (при цьому амплітуда різко знижується з певної величини до нуля). Таким чином, постійний струм, на відміну від змінного, діятиме на живі тканини тільки в момент замикання і розмикання ланцюга. Після замикання ланцюга і відповідної реакції в тканинах починається адаптація до дії постійного струму.
Відомо, що в момент замикання ланцюга постійного струму порушення виникає під катодом, а при розмиканні – під анодом (Полярний закон Пфлюгера). У 1859 р Пфлюгер провів наступний досвід. Умерщвляя ділянку нерва під одним з електродів і встановлюючи на неушкоджений ділянку інший електрод, він виявив, що при зіткненні з неушкодженим ділянкою катода збудження виникає тільки при замиканні ланцюга постійного струму, а якщо катод встановити на пошкоджену ділянку тканини, а анод на неушкоджений, то збудження виникає тільки при розмиканні ланцюга. Таким чином Пфлюгер прийшов до висновку, що при дії постійного струму на збудливу тканину в момент замикання ланцюга збудження виникає над катодом, а при розмиканні – над анодом. Поріг подразнення при розмиканні ланцюга, коли збудження виникає над анодом, значно вище, ніж в момент замикання ланцюга. Це можна пояснити зміною мембранного потенціалу, яке викликається постійним струмом.
У момент замикання ланцюга в області додатки до поверхні тканини позитивно зарядженого анода збільшується позитивний потенціал на зовнішній поверхні клітинної мембрани, т. Е. Відбувається її гиперполяризация, при цьому збільшується мембранний потенціал, тому при замиканні ланцюга постійного струму збудження над анодом не виникає. Це явище не супроводжується зміною іонної проникності клітинних мембран і отримало назву пасивної гіперполяризації.
У момент замикання ланцюга в області докладання негативно зарядженого електрода – катода – позитивний заряд на зовнішній поверхні клітинної мембрани знижується. Виникають пасивна деполяризация і зниження величини мембранного потенціалу. У момент замикання ланцюга підвищується проникність мембрани для іонів натрію, що збільшує явище деполяризації, що в свою чергу сприяє ще більшому збільшенню натрієвої проникності.
Проходження постійного електричного струму через живу тканину супроводжується зміною її фізичних і хімічних властивостей. Для позначення цих змін введено термін «електротон». Зміни, які відбуваються над катодом, отримали назву «кателектротон», під анодом – «анелектротон». Зміни, що виникають на відстані 1 см від електронів, називаються «періелектротон», вони протилежні змін, що виникають на катоді і на аноді.
У момент замиканні ланцюга відбуваються певні зрушення фізіологічних і фізико-хімічних властивостей.
Під катодом відбувається підвищення збудливості і провідності тканини, падає активність ацетилхолінестерази, збільшується кількість ацетилхоліну, виділяється аміак.
Під анодом знижуються збудливість і провідність тканини, підвищується активність холінестерази, зменшується вміст ацетилхоліну, накопичується вітамін В2, виділяється вуглекислий газ.
При тривалій дії постійного електричного струму під катодом збільшується критичний рівень деполяризації, т. Е. Зростає поріг роздратування. Поряд з цим відбувається зниження амплітуди потенціалу дії, оскільки тривале підвищення натрієвої проникності над катодом в момент замикання ланцюга призводить до її акомодації. Накопичення під катодом ацетилхоліну також сприяє пониженню збудливості за рахунок розвитку стійкої деполяризації. Це явище – підвищення збудливості над катодом, яке потім змінюється її зниженням, отримало назву катодіческой депресії і було вивчено учнем Н. Е. Введенського Б. Ф. Вериго.
В залежності від розташування електродів розрізняють висхідний і спадний напрямок струму. При висхідному напрямку ближче до м’яза розташовується анод, а при низхідному – катод.
Відповідна реакція тканини залежить не тільки від напрямку постійного струму, але і від його сили. Розрізняють слабкий (пороговий), середній і сильний постійний струм.
Слабкий струм викликає відповідну реакцію в м’язі або при висхідному або при низхідному напрямку тільки в момент замикання ланцюга. У момент розмикання ланцюга відповідної реакції не виникає, тому що під анодом розвивається тільки місцеве збудження, яке не проводиться до м’яза.
Середній струм при висхідному і при низхідному напрямку викликає відповідну реакцію як при замиканні, так і при розмиканні ланцюга. У момент замикання ланцюга під катодом, а в момент розмикання – під анодом виникає імпульсна збудження, яке і викликає скорочення м’яза.
Сильний струм при висхідному напрямку викликає відповідну реакцію при розмиканні ланцюга, а при низхідному – тільки в момент її замикання, коли порушення виникає під електродом, розташованим ближче до м’яза.
У момент замикання ланцюга сильного постійного струму висхідного напрямку під катодом виникає розповсюджується збудження, але в момент дії сильного постійного струму під анодом різко знижуються збудливість і провідність, що блокує проведення збудження від катода через область анода.
Аналогічний блок проведення збудження створюється під анодом при розмиканні ланцюга постійного струму спадного напрямки за рахунок виникнення катодіческой депресії.
Хронаксиметрія – один з методів діагностики функціонального стану нервів і м’язів за допомогою постійного електричного струму. Для характеристики збудливості тканини необхідно визначити мінімальний поріг роздратування (реобазой) і мінімальний час, протягом якого струм, за силою або по напрузі рівний подвоєною реобазе, повинен порушити тканину (хронаксія).
Хронаксія – це величина, що характеризує швидкість виникнення порушення в тканині. Чим швидше збуджується тканина, тим коротше її хронаксія. Хронаксія вимірюється в тисячних частках секунди, реобаза – в вольтах або міліамперах.
Лабільність і хронаксія тісно пов’язані між собою, так як швидко протікає процес збудження характеризується швидким виникненням, і, навпаки, повільне протікання процесу збудження поєднується з тривалим його виникненням. Таким чином, вимірювання хронаксіі можна використовувати для характеристики лабільності тих чи інших утворень. Хронаксія і лабільність тканини знаходяться в обернено пропорційній залежності. Чим більше хронаксія, тим менше лабільність тканини, і навпаки – при низькій хронаксіі лабільність тканини висока.
Для визначення хронаксіі користуються приладом хронаксометром. Він дозволяє дозувати час дії струму на тканину і його силу. У хронаксометре є два електроди, що відрізняються один від одного за розмірами: анод – великий електрод, катод – малий електрод. У зв’язку з цим густота електричних ліній у анода незначна і подразнюючий ефект практично відсутній, тому великий електрод називається індиферентним. Густота електричних ліній на катоді приблизно в 100 разів більше, ніж на аноді, і він має виражену подразнюючу дію. Цей електрод називається діфферентная, або активним.
При дослідженні проводять визначення хронаксіі еферентних (моторну хронаксіі) і аферентних (сенсорну хронаксіі – зорову, слухову) систем. При дослідженні моторної хронаксіі проводять вимірювання хронаксіі рухового нервового стовбура і иннервируемой їм м’язи. При дослідженні беруть ті ділянки нервового стовбура, де він найбільш поверхнево розташовується до шкіри, щоб викликана роздратуванням реакція була достатньою.
При дослідженні м’язів роздратування наноситься на їх рухову точку – проекцію на шкірі місця входу нервового стовбура в дану м’яз. Для виявлення цих точок використовують системи їх топографії. Передача збудження з одного нейрона на інший, а також з нейрона на м’яз можлива тільки при близьких величинах їх хронаксіі. Це явище отримало назву ізохромізма. Якщо хронаксіі м’язи і нерва відрізняються один від одного більш ніж у два рази, то передача збудження неможлива, що отримало назву гетерохромізма.
Хронаксія тканин – непостійна величина і залежить від багатьох факторів.
Хронаксія периферичних нервів залежить від стану центрів в спинному мозку і в верхніх відділах головного мозку. Хронаксія ізольованого нервового волокна значно збільшується. Створення домінанти в корі головного мозку, травма головного мозку збільшують хронаксіі м’язів і нервів кінцівок. Фізична активність спочатку вкорочує хронаксіі, а при розвитку втоми подовжує її. При дії холоду і розвитку втоми хронаксія подовжується і настає явище гетерохромізма між м’язом і нервом. Під час сну хронаксія м’язів-розгиначів подовжується. При наявності больового синдрому в м’язово-суглобовому апараті хронаксія коротшає. При зменшенні болю вона поступово нормалізується.

Посилання на основну публікацію