Патология проведения импульса но аксону
может возникнуть в следующих ситуациях;
— недостаточное поступление Να* в клетку — имеет место при блокаде Ыа+-каналов местными анестетиками (новокаин, лидокаин и др.).
Специфическим блокатором Na -каналов является тетродотоксин. Этот яд содержи гея в яичках рыбы-иглобрюха (фугу). Китайская пословица гласит: «Если хочешь расстаться с жизнью, съешь рыбу-иглобрюха». Яд этот был открыт легендарным китайским императором Шунь-Нуном. Этот император лично перепробовал на вкус 365 лекарственных веществ, составил фармакопею и прожил необычно долгую жизнь, Тетродогоксин обладает высокой степенью специфичности — он дейсівует на наружную поверхность мембраны, блокируя ее проницаемость для Na+, при этом проницаемость для К* не нарушается. В результате под влиянием яда нарушается возникновение в нейроне потенциала действия, а значит, и проведение импульсов по нервам.В клинической практике такой механизм, т.е. понижение проницаемости мембран для Na+ и сохранение ее или даже повышение для К+, лежит в основе часто встречающейся патологии — нарушения проводимости в сердечных нервах — в частности, в возникновении периодов Венкенбаха-Самойлова;
— нарушение процесса реполяризации мембраны в результате закрытия Να'-каналов, приводящее к стойкой деполяризации мембраны. К веществам, вызывающим такой эффект, относятся инсектициды (например, ДДТ), ве- ратридин, аконитин, батрахотоксин и др.;
— дефицит энергии ведет к нарушению работы Να*/К*-насоса, что обусловливает неспособность мембраны генерировать потенциал действия и проводить возбуждение. Такой эффект оказывают разобщители окислительного фосфорилирования (например, динитрофенол) и другие метаболические яды, а также ишемия и длительное охлаждение участка нерва. Ингибируют Na+/K+-Hacoc и, как следствие, нарушают проводимость сердечные гликозиды (например, уабаин, строфантин) при применении в больших дозах;
— перехваты Ранвье особенно чувствительны к патогенным блокирующим агентам: кокаин, уретан, ультрафиолетовые лучи, охлаждение и др.;
— повреждение (распад) миелина при дегенерации мякотного нервного волокна или при демиелинизации его при болезнях (рассеянный склероз, вакцинальный процесс, аллергический полиомиелит и др.) приводят к замедлению проведения возбуждения и к дальнейшему нарушению этого процесса вплоть до полного прекращения проводимости.
Интересно, что существует минимальное расстояние, на котором повреждение нерва (кроме перерезки) существенно не отражается на функции нейрона. Это расстояние равно расстоянию между двумя соседними перехватами Ранвье — т.е. 1 мм, поскольку, если невозбудимый участок меньше, то потенциал действия, хоть и ослабленный в результате пассивного кабельного проведения, все еще сохранит на другом конце этого участка достаточную силу, чтобы вновь возбудить мембрану и продолжить свой путь;— развитие парабиоза. Учение о парабиозе было создано Николаем Евгеньевичем Введенским. При проведении импульсов большое значение имеет частота подаваемых на нерв импульсов. Так после возникновения нервного импульса в нерве отмечается абсолютный рефрактерный период, во время которого никакое повторное раздражение не может вызвать второго импульса. Этот период имеет такую же длительность, как и основная часть потенциала действия. Затем наступает относительно рефрактерный период, во время которого можно вызвать второй импульс, но с помощью более сильного раздражителя. Основываясь на этом, Н. Е. Введенский ввел в физиологию понятие о ЛАБИЛЬНОСТИ или функциональной подвижности, характеризуя ttмакси- мольным числом импульсов, которые ткань способна воспроизвести за 1 секунду в точкам соответствии с ритмом падающих па нее раздражений. Для теплокровных животных эта величина составляет 1000. Если частота раздражений превышает эту величину, то чистота импульсов будет меньше частоты раздражения. Исследуя прохождение импульсов через участок нерва, измененный действием наркотиков или солевых растворов, а также сильным электрическим током, нагреванием, механическим давлением и т.п. Η. Е. Введенский показал, что лабильность измененного участка понижается. Он же на основании этих опытов сформулировал учение о парабиозе.
Методика классических опытов с парабиозом несложная. Опыты поставлены на нервно-мышечном препарате (см. рис.). На участок нервного волокна оказывали действие различные патогенные агенты.
Выше этого участка фиксировались электроды для раздражения непоражаемого участка нерва. Между этими элетродами и мышцей помещались электроды, отводящие биотоки к регистрирующему аппарату. Благодаря этой методике удалось выявить основные закономерности парабиоза.До воздействия парабиотического агента сохраняются соотношения между силой раздражения и силой мышечного сокращения. Сильное раздражение нерва сопровождается сильным мышечным сокращением.
В начальной фазе действия агента несколько уменьшается сила мышечного сокращения и в том и другом случае.
В первой — трансформирующей (уравнительной или провизорной) стадии сила мышечных сокращений при сильных и более слабых раздражителях как бы уравнивается по своей величине. Проводимость нерва в большей степени понижается для сильных раздражителей. Следовательно, в этой фазе заданный ритм волн возбуждения превращается в другой (г.е. трансформируется) ритм. Причина — понижение лабильности нерва. Эта стадия предшествует более выраженным изменениям и поэтому называется еще провизорной.
Электроотрицательность парабиотического участка нерва
Ток во внешней цепи направляется от непораженного участка нерва к парабиоти- ческому (направление тока показано стрелками; парабиотический участок нерва заштрихован).
Во второй — парадоксальной — стадии извращаются соотношения между силой раздражения и силой сокращения мышцы. Сильное раздражение вызывает лишь незначительное начальное сокращение мышцы, а более слабое способно еще вызвать значительное мышечное сокращение, выражающееся в тетанусе. При этом показано, что волны возбуждения, приходящие от непораженного участка нерва, производят тормозящее действие, что проявляется в уменьшении силы мышечного сокращения.
В третьей — тозмозящей — стадии любые возбуждения, достигая пораженного участка нерва, вызываю і только тормозящий эффект. Возбудимость нерва резко снижена. Эта стадия переходит в стадию полного парабиоза.
При исследовании электрических свойств нерва при действии на него патогенных факторов (рис.) удалось показать, что первоначально пораженный участок (в котором развивается парабиоз) приобретает положительный заряд относительно неповрежденных участков (слабо выраженная позитивноегь). Следующий этап характеризуется резкими колебаниями потенциала на уровне или около нулевой линии (0—0). В третьей фазе развивается стойкая и резкая негативность, после достижения которой определенного уровня (критическая линия К—К) развивается полный парабиоз. Раздражимость и проводимость нерва прекращаются. Первую из этих фаз Н. Е. Введенский назвал продромической (предваряющей развитие парабиоза). Это еще не парабиоз. Только после достижения стойкой электроотрицательности, по мнению Николая Евгеньевича, речь идет о развитии парабиоза. Таким образом, при парабиозе отмечаются те же изменения в электрических процессах, что и при обычном возбуждении нерва, т.е. «... при парабиозе частицы нерва впадают в состояние сильной и стойкой негативности; таким образом, с этой стороны мы должны признать сходство между ним и возбуждением в обычном значении слова; разница заключается, по-видимому, между ними в том, что теперь это состояние не колеблющееся и устанавливающееся одновременно в длин-
Схема изменения электрического состояния нерва при парабиозе
(по Н. Е. Введенскому)
ной цепи нерва» (Н. В. Введенский). Следовательно, при обыкновенной «волне возбуждения» электроотрицательная гонка не стоит, а бежит по ткани с той скоростью, с которой данная ткань проводит возбуждение; в измененном же участке электроотрицательность стоит на месте.
Конечный же эффект определяется конфликтом между волнами возбуждения, идущими из нормальных участков нервного проводника, и возбуждением «парабиотического» участка.
В самые первые стадии своего развития возбуждение в измененном участке подкрепляет слабые волны возбуждения, но умеряет сильные.
Поступающий в парабиотический участок импульс и сам парабиотический участок влияют друг на друга — приходящий импульс подкрепляет местное возбуждение парабиотического участка, а последнее сообщает приходящей волне некоторую экзальтацию и затяжной характер. Однако подкрепление возбуждения парабиотического участка приводит к созданию еще большей электроотрицательности, а следовательно, к переводу нерва к более глубокому парабиозу. Но тем, что дальные волны подкрепляют стойкое возбуждение измененного участка и доводят его тем самым до более глубоких стадий парабиоза, они уже сами своим действием на измененный участок начинают преграждать путь следующим себе подобным волнам. Чем более сильная волна, тем больший эффект. Вот от того и получается, что уже в эту первую стадию парабиоза более слабые волны экзальтируются, более сильные умеряются. И в общем получается выравнивание эффектов от волн, проходящих через парабиотический участок к мышце.Из сказанного ясно, что дальнейшее возрастание стойкого возбуждения в измененном участке, которое само по себе развивается со временем от приложенного химического или физического агента, должно подчеркнуть и углубить результаты взаимодействия между дальними волнами и местным возбуждением. Теперь более сильные волны будут не только умеряться по своему эффекту на мышцу, но прямо гаситься и опять-таки не столько «гаситься», сколько «гасить самих себя» именно потому, что они как сильные тем значительнее будут поднимать стойкое возбуждение в парабиотическом участке. Тогда мы получим новую стадию в развитии парабиоза, когда слабые волны будут проводиться до мышцы с прежним эффектом, а сильные будут сами себе преграждать дорогу к мышце (это «парадоксальная стадия» парабиоза).
Когда, наконец, подкрепление стойкого возбуждения в измененном участке дальнейшими волнами или его самостоятельное развитие под дальнейшим действием патогенного агента доведет дело до некоторой предельной меры, ни слабые, ни сильные волны проходить к мышце больше не будут, и мы получим третью стадию полного торможения импульсов («рефрактерная стадия» парабиоза).
В то же время электроотрицательность парабиотического участка еще продолжается. Если мы не будем злоупотреблять и удалим теперь парабиотический агент, парабиотический участок начнет переживать перечисленные стадии в обратном порядке: через парадоксальную стадию к стадии нормального проведения.В клинической практике с парабиозом приходится сталкиваться в следующих ситуациях:
— при травматических повреждениях (в частности, при наличии сдавливающих нерв рубцов) отчетливо наблюдаются уравнительная и парадоксальная стадии парабиоза. Хирургическое удаление рубца сопровождается (иногда прямо на операционном столе) восстановлением нормальной проводимости нерва;
— одним из проявлений парабиоза центростремительных нервов является каузальгия, характеризующаяся жгучими болями. Механизм развития каузальгии объясняется тем, что из травмированного участка нерва по центростремительным путям импульсы распространяются в зону кожной рецепции (ладонь, подошва). В этой зоне возникает вторичный очаг возбуждения, из которого и исходят афферентные импульсы, создающие болевую доминанту в нервных центрах. В основе механизма каузальгии лежит развитие второй, переходной фазы парабиоза с присущей ей ритмической активностью, что объясняется легко возникающей очаговой деятельностью ритмической импульсации (стадия «переходная» — после периода слабой элетроположительности);
— рефлекторная контрактура. В основе данного явления, как и в предыдущем случае, лежит возникновение очага патологической импульсации под влиянием тех или иных причин (во вторую фазу парабиоза) в моторной сфере. При усилении патогенного раздражителя импульсное возбуждение может смениться парабиотическим торможением и развитием РЕФЛЕКТОРНОГО ПАРАЛИЧА;
— парабиоз вследствие нарушения кровоснабжения нерва возникает при перемежающейся хромоте, облитерирующем эндартериите, болезни Рейно, контрактуре Фолькмана, ишемическом неврите;
— ощущения «ползания мурашек», онемения при наложении жгута или сдавлении сосудов (например, при сидении нога на ногу) — обусловлены парабиозом в чувственных нервах;