3. Сравнительная характеристика локального потенциала и потенциала действия

Сравнительная характеристика локального потенциала и потенциала действия (по В.М. Смирнову с соавт.)

Свойство\Потенциал	Локальный потенциал	Потенциал действия
Распространение	Распространяется на 1-2-мм с затуханием (декрементом -ослаблением возбуждения по мере его распространения вдоль нервного или мышечного волокна )	Распространяется без затухания на большие расстояния по всей длине нервного волокна, конечности
Зависимость величины от силы стимула	Возрастает с увеличением силы стимула, т.е. подчиняется закону «силы»	Не зависит от силы стимула (подчиняется закону «всё или ничего»)
Явление суммации	Суммируется, т.е. возрастает при повторных частых подпороговых раздражениях	Не суммируется
Амплитуда	10-40 мВ	100-130 мВ
Возбудимость ткани при возникновении потенциала	Увеличивается	Уменьшается вплоть до полной невозбудимости (рефрактерность)

4.Механизм генерации потенциала действия

Рис.2. Схематический потенциал действия

1. Фаза деполяризации

Деполяризация, достигшая критического значения, открывает натриевые каналы.

Каналы для натрия открываются при значении мембранного потенциала -55 мВ, при этом ионы натрия поступают в клетку с высокой скоростью. В результате такого массового вхождения положительных зарядов натрия буквально за 0,2 - 0,5 мс значение мембранного потенциала из отрицательного (-55 мВ) становится положительным (около +30 мВ).

Такая стремительная деполяризация является саморегенеративной (самоподдерживающейся): чем больше входит натрия в клетку и чем больше сдвиг мембранного потенциала, тем больше открывается натриевых каналов и тогда ещё больше натрия входит в клетку. Эти потенциалзависимые каналы и реагируют именно на деполяризацию – то есть идет усиление потока за счет прогрессирующей деполяризации:

Графически это будет выглядеть так:

Деполяризация

 

Ток натрия в клетку  Открытие натриевых каналов

2) Фаза инверсии (инверсия – изменение нормального положения компонентов, расположение их в обратном порядке)

В результате прогрессирующей деполяризации мембраны в какой-то момент знак заряда ее меняется. Теперь заряд внутри клетки становится положительным, а снаружи – отрицательным.

Восходящая часть пика ПД вплоть до его вершины обеспечивается в основном входом натрия в клетку.

Через 0,5-2мс после начала деполяризации натриевые каналы закрываются (заряд в это время примерно + 30мВ), зато открываются потенциалзависимые каналы для калия + каналы утечки для калия + электрический градиент (снаружи пока еще отрицательный заряд, притягивающий катионы калия) и калий быстро выходит из клетки. Межмембранный потенциал падает до 0.