АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Электрические явления в организме рыб

Электрические явления имеют огромное значение в жизнедеятельности живых организмов. Электрический ток в организме служит для передачи сигналов и приводит в действие отдельные клеточные механизмы. Электрические токи, генерируемые рыбами, позволяют им общаться друг- с другом, а также используются для поиска, локации, нападения и защиты.

Рассмотрим биоэлектрические явления в живых тканях. При рассмотрении строения живой клетки можно выделить клеточную мембрану, которая отделяет внутреннюю среду клетки от межклеточного пространства. Мембрана снаружи окружена положительно заряженными ионами.натрия, а внутри отрицательно заряженными ионами хлора. Поэтому, между наружной и внутренней поверхностями можно обнаружить разность потенциалов около 60 90 мВ, которую называют мембранным потенциалом. Зарегистрировать мембранный потенциал можно с помощью микроэлектродов на осциллографе. Схематически это можно изобразить следующим образом. При нанесении на участок нервного или мышечного волокна раздражения возникает возбуждение, наиболее важным проявлением которого, является колебание мембранного потенциала. При этом возбужденный участок заряжается электроотрицательно по отношению к невозбужденному. Возникает потенциал действия. Онимеет достаточно сложную структуру.

-момент нанесения раздражения

В момент действия различают местные колебания мембранного потенциала (а), ник потенциала действия (в-с), отрицательный следовый потенциал (d) и положительный следовый потенциал (е). Пик потенциала действия представлен восходящей (в) и нисходящей (с) ветвями. 'Восходящая часть пика потенциала действия (в) соответствует уменьшению заряда мембраны до 0, т.е. возникает разность потенциалов противоположного знака деполяризация (это фаза деполяризации). Нисходящая ветвь пика (с) соответствует восстановлению исходного уровня поляризации (электрического состояния мембраны). Следовые потенциалы связаны с восстановительными процессами, возникающими по окончании процесса возбуждения. Продолжительность потенциала действия составляет 0,1-0,5 мс, при этом фаза
реполяризации всегда продолжительнее фазы деполяризации, следовые потенциалы имеют низкую амплитуду (несколько микровольт) и более продолжительны, чем потенциал действия. Рассмотрим механизм возникновения потенциала действия. Основная роль в его возникновении принадлежит ионам натрия. При действия раздражителя проницаемость мембранной клетки для ионов натрия возрастает в 500 раз. В связи с этим ионы натрия из внеклеточного пространства устремляется в клетку, что приводит к перезарядке клеточной мембраны. Наружная поверхность клеточной мембраны заряжается отрицательно по отношению к внутренней (деполяризация). Восстановление исходного уровня мембранного потенциала (реполяризация) осуществляется за счет резкого снижения проницаемости мембраны для ионов натрия и активного их переноса из цитоплазмы клетки в окружающую среду. Таким образом, возникновение биопотенциалов является функцией биологической мембраны, обладающей избирательной проницательностью. Величина мембранного потенциала действия обусловлена ионной асимметрией в системе клетка-среда. Сложение потенциалов действия отдельных клеток вызывает возникновение биотоков. Для обнаружения тока действия или биотока, необходимо один электрод приложить к невозбужденному участку ткани, другой к возбужденному и присоединить их к осциллографу, т.e. регистрирующему прибору. Запись биотоков работающей мускулатуры называется электромиограммой. Биотоки можно зарегистрировать при плавании рыб, дыхательных движениях. Запись работы сердца называется электрокардиограммой. Запись биотоков сетчатки глаза (ретина) называется ретинограммой. Запись биотоков головного мозга называется энцефалограммой. Следует отметить, что биотоки возникают при работе всех органов и тканей у всей животных, но только у рыб имеются специальные органы, генерирующие электрический ток. По величине генерации биотоков рыб условно разделяют на три группы:

1) сильноэлектрические рыбы

2) слабоэлектрические рыбы

3) неэлектрические рыбы

Сильноэлектрические рыбы (электрический угорь, электрический сом, электрические скаты, американский звездочет) имеют хорошо развитые электрические органы, создающие электрические поля выше 20В. Расположение электрических органов у различных электрических видов рыб разнообразно: на голове, (электрический скат, американский звездочет),на всем теле(электрический сом, электрический угорь), на хвостовом стебле (нильский слоник). Строение электрических органов. Электрические органы представляют собой видоизмененные мышечные волокна, состоящие из клеток плоской формы. Каждую клетку покрывает спиральная оболочка электролемма. Сторона пластинки, к которой подходят нервные окончания, называется лицевой. Она гладкая и пронизана нервными канальцами. Другая сторона пластинки - губчатая, морщинистая, в ней располагаются кровеносные сосуды и ядра клеток. Неровная губчатая поверхность пластинки при возбуждении является электроотрицательной по отношению к лицевой поверхности. Между двумя этими поверхностями образуется разность потенциалов 90-150 мВ. Таким образом, разряд электрического органа имеет всегда определенное направление.

Пластинки в электрических органах пресноводных рыб расположены по принципу последовательного соединения, что увеличивает общий потенциал разряда или напряжения. Это характерно для рыб, обитающих в пресной воде, т.к. пресная вода обладает меньшей электропроводностью, то более целесообразно по такому проводнику передача тока высокого напряжения. У морских рыб столбики из клеток расположены по принципу параллельного соединения, что ведет к увеличению суммарного заряда, т.е. к увеличению силы тока. Это целесообразно, т.к. морская вода обладает большой электропроводностью, в связи с тем, что в ней содержится большое количество солей. У сильноэлектрических рыб электрические поля используются для нападения и защиты.

Слабоэлектрические рыбы имеют специальные органы, создающие поля до 17 вольт, которые используются для локации и связи. К этой группе рыб относятся нильская щука и нильский длиннорыл, обитающие в мутных водах, где другие органы чувств не эффективны. Неэлектрические рыбы не имеют специальных электрических органов, но они, тем не менее, способны воспринимать и перерабатывать электрическую информацию.

Вопросы для самопроверки:

1. Роль движения в жизнедеятельности рыб.

2. Механизм движения рыб.

3. Зависимость скорости движения рыб от движения тела и частоты ундуляций.

4. Строение и функции гладкой мускулатуры.

5. Строение и функции поперечно-полосатых мышц.

6. Физиологические отличия темной и светлой мускулатуры.

7. Механизм сокращения мышц.

8. Роль звуков в жизнедеятельности рыб.

9. Электрические явления в организме рыб.

10.Роль электрических органов в жизнедеятельности рыб.

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 1128 | Нарушение авторских прав