Йонний склад нервової клітини

Таблиця 1.

Йони	Концентрація, ммоль/дм
	у клітині	у зовнішньому середовищі
К+	400	20
Na+	50	440
Сl-	110	550
Органічні йони	350	-

Мембрани нервових клітин, що перебувають у спокої, приблизно у 100 разів більш проникні для йонів К⁺, ніж для йонів Na⁺. Виходячи з даних, наведених у табл. 1, за температури 310 К одержимо величи­ну мембранного потенціалу -75 мВ.

Це означає, що між внутрішньою та зовнішньою сторонами клітин­ної мембрани виникає різниця потенціалів, що дорівнює 75 мВ. Цю вели­чину, виміряну у стані фізіологічного спокою клітини, називають потен­ціалом спокою. Потенціал спокою у різних клітин становить 50-100 мВ. Встановлено, що цитоплазма клітини в стані спокою завжди має від'ємний потенціал відносно потенціалу міжклітинної рідини.

Якщо нервову тканину збуджувати електрично, хімічно чи механічно, то мембрана клітини стає більш проникною для йонів Na⁺, ніж для йонів К⁺ .Йони Na⁺ починають проникати всередину клітини, що при­зводить до зміни мембранного потенціалу , який становитиме 50 мВ.

Таким чином, упродовж короткого проміжку часу (приблизно 10^-4с) мембранний потенціал змінюється від -75 до +50 мВ. Таке раптове підви­щення та падіння мембранного потенціалу називають потенціалом дії.

Залежно від довжини аксона та інших чинників швидкість, з якою відбувається передача потенціалу дії. становить 30-150 м/с. Як тільки потенціал дії віддаляється від точки збудження клітини, мембрана знову стає готовою до збудження. Це можливе тому, що за один потенціал дії аксон поглинає 3 ∙10^-11 - 4 ∙10^-11 моль йонів Na⁺ на 1 см² поверхні волокна і віддає таку ж саму кількість йонів К⁺ , що не вносить суттєвих змін в йонне середовище аксона. Тому натрій-калієвий механізм здатний гене­рувати кілька сотень тисяч потенціалів дії.

Потенціали дії створюють струм (біопотенціали та біоструми), тому два електроди, прикладені до різних ділянок тіла, реєструють різницю потенціалів. Це покладено в основу електрокардіографічних, електроенцефалографічних, електроміографічних методів діагностики.

Методичні рекомендації

1. При ознайомленні з першим питанням розглянути схему виникнення дифузійного потенціалу.

2. При розгляді другого питання, звернути увагу на причини виникнення мембранного потенціалу.

3. При опрацюванні третього питання. законспектувати визначення потенціалу дії та потенціалу спокою.

4. При розгляді четвертого питання ознайомитися із застосуванням даних явищ у медичній практиці.

Запитання для самоперевірки:

1. Охарактеризувати дифузійний потенціал та механізм його виникнення.

2. Який чинник призводить до виникнення мембранного потенціалу?

3. Що таке потенціал дії та потенціал спокою?

4. Для чого в медичній практиці використовуються потенціали дії?

Тести для самоконтролю

І рівень

1. Причиною виникнення дифузійного потенціалу є:

а) різниця осмотичних тисків розчинів; б) різниця напруг; в) різниця швидкості руху йонів.

2. Мембранний та дифузійний потенціали призводять до виникнення у клітині:

а) біоструму; б) буферного розчину; в) в’язкості; г) напруги.

3. Потенціал спокою у клітині становить:

а) 50 – 100 В; б) 100 – 200 мВ; в) 50 – 100 мВ; г) 150 – 200 мВ.

ІІ рівень

4.Мембрана клітини у спокої більш проникна для йонів:

а) Ca²⁺; б ) Na⁺; в ) K⁺; г ) Mg²⁺.

5. Раптове підвищення та падіння мембранного потенціалу називається:

а)потенціалом спокою; б)дифузійним потенціалом; в) контактним потенціалом; г) потенціалом дії.

ІІІ рівень

6.Здатність тканин організму утворювати потенціал дії використовується в медицині для:

а) рН – метрії; б) електрокардіографії; в) гемодіалізу.

7. Для зменшення дифузійного потенціалу використовують сифон з розчином:

а) CaCl₂; б ) Cu(NO₃)₂; в) KCl; г) Na₂SO₄.