4. Механізм проведення збудження в нервах

Передача на відстань інформації, закодованої в потенціалах дії, є специфічною властивістю мембрани нервового волокна. Механізм цієї передачі такий. Між збудженою і не збудженою поряд розташованою ділянкою нервового волокна виникають місцеві колові мембранні струми, які викликають деполяризацію сусідньої з ПД ділянки і появу нового ПД, такого ж за своїми параметрами, як і попередній потенціал. ПД, що перемістився таким чином на сусідню ділянку, в свою чергу, викликає подразнення наступної ділянки. Так розвивається послідовна ланцюгова незатухаюча реакція передачі хвилі збудження вздовж нервового волокна. Джерелом струму для виникнення деполяризуючого електротонічного потенціалу в сусідній, ще не збудженій ділянці, є іони натрію, які входять у волокно в збудженій ділянці мембрани і у вигляді мембранного струму направляються через внутрішнє середовище волокна до незбудженої його ділянки, яка деполяризується і є місцем виходу мембранного струму. Цей процес так званого електротонічного поширення збудження вздовж місцевої ділянки нервового волокна є основою діяльності рецепторів і синапсів.

Рис. 1.8

Розповсюдження ПД в нервових волокнах: А – безперервне поширення потенціалу дії в нервовому волокні в обидва боки від місця виникнення (1 – ділянка деполяризації, 2 – сусідня ділянка, в якій локальний струм від області ПД викликає деполяризацію до критичного рівня); Б – сальтаторне поширення потенціалу дії в мієлінових нервових волокнах

В безм’якотних (немієлінових) нервових волокнах потенціали дії розповсюджуються безперервно вздовж всієї мембрани від однієї збудженої ділянки до наступної, розташованої поруч (рис. 1.8 А). В мієлінових волокнах ПД розповсюджуються стрибкоподібно, перескакуючи через ділянки покриті ізолюючою мієліновою оболонкою, від одного перехвату Ранв’є до наступного – (сальтаторна передача рис. 1.8 Б). В мієлінових волокнах ПД виникають тільки в перехватах Ранв’є. В міжперехватних мієлінових муфтах ПД не виникають. Стрибкоподібним поширенням ПД пояснюється велика швидкість проведення збудження по мієлінових волокнах (до 120 м/с). По немієлінових нервових волокнах збудження поширюється повільно (від 1 до 30 м/с).

Існує певна залежність між швидкістю проведення збудження і діаметром нервового волокна: чим грубіше волокно, тим більша швидкість проведення збудження. Нервові імпульси поширюються по кожному волокну нерва ізольовано з незатухаючою швидкістю (закон бездекрементного проведення збудження). Вони не переходять з одного волокна на інше, а тільки на ті клітини, на яких нервові волокна закінчуються. Ізольоване проведення збудження по нерву і в ЦНС забезпечується наявністю клітин нейроглії.

Обов’язковою умовою проведення збудження по нервовому волокну є анатомічна та функціональна цілісність збудливої мембрани осьового циліндра. Саме тому не тільки перерізання нерва, а й будь-який вплив на нього, що порушує цілісність мембрани осьового циліндра (наприклад, перев’язування нерва, натягування нервових волокон), призводить до порушення провідності.