ОТЧЁТ

По задаче «регистрация потенциала действия седалищного нерва лягушки»

Работу выполнили:

Семиреченко А.Н.,

студент III курса

каф. энтомологии

Буш А.Г.,

Студент III курса

каф. ихтиологии

Введение

Возбудимость — это свойство клеточных мембран отвечать на действие адекватных раздражителей специфическими изменениями ионной проницаемости и мембранного потенциала.

Возбуждение — электрохимический процесс, идущий исключительно на мембране клетки. Его обязательным признаком является изменение электрического состояния цитоплазматической мембраны.

Мембранный потенциал – сдвиг потенциала, возникающий при введении регистрирующего электрода через мембрану в клетку, равный примерно -80мВ.

Одним из часто используемых модельных объектов для изучения электрофизиологических процессов возбуждения и его проведения служит седалищный нерв лягушки. Он содержит большое число нервных волокон (аксонов нейронов), различающихся по функциям (могут быть афферентные, т. е. передающие возбуждение от периферии к спинному мозгу и эфферентные, проводящие возбуждение в обратном направлении ), диаметру и скорости проведения, в каждом из которых может возникать и распространяться потенциал действия.

Для регистрации электрической активности этого объекта используется система из пары раздражающих и пары регистрирующих внеклеточных электродов (биполярное отведение). Внеклеточная регистрация имеет свою специфику. Ток протекает от одного электрода к другому через тонкий слой жидкости, прилегающий к волокну, но в силу того, что сопротивление внутреннего содержимого аксона тоже невелико, часть ионов входит внутрь через мембрану, протекает через клетку и под катодом через мембрану выходит наружу. При наблюдении возбуждения на экране осциллографа ПД будет иметь двухфазный характер. Сначала волна возбуждения достигнет первого регистрирующего электрода, при этом осциллограф зарегистрирует разность потенциалов между возбужденным участком под первым электродом и еще невозбужденным участком под вторым - луч на экран отклонится вверх. Когда волна возбуждения достигнет второго электрода, осциллограф будет регистрировать нулевую разность потенциалов между двумя возбужденными участками - луч вернется к нулевому уровню. Если возбуждение на втором электроде еще будет продолжаться, когда возбуждение на первом электроде завершится, то осциллограф зарегистрирует отрицательную разность потенциалов, его луч отклонится вниз.

Когда деполяризующий потенциал достигает порогового уровня, возникает потенциал действия. Стимул, вызывающий такой ответ клетки, называется пороговым. Так как мембрана обладает определенной емкостью, ее перезарядка не может происходить мгновенно, поэтому для достижения порога стимул должен длиться достаточно долгое время. С другой стороны, в некоторых случаях амплитуда стимула может компенсировать его небольшую длительность. Но установлено, что существует минимальная сила стимуляции, которая может вызвать ПД при неограниченном времени воздействия. Эта величина носит название реобазы. Наименьшее время, в течение которого должен действовать стимул величиной в реобазу - полезное время. На практике в качестве времени действия стимула удобно использовать такую величину, как хронаксия — время, в течение которого должен действовать ток силой в 2 реобазы, чтобы вызвать возбуждение.

Так как нервные волокна, входящие в состав нерва, имеют разный диаметр, они могут быть миелинизированными и немиелинизированными, для них характерны и различные пороги возбуждения. Поэтому, чем больше будет возбуждено волокон, тем больше будет сила локального тока и больше разность потенциалов, которую регистрируют внеклеточные электроды. Увеличение амплитуды ПД, регистрируемого от целого нерва, наблюдают только до того момента, пока сила раздражения не станет пороговой для всех волокон (максимальная сила раздражения). Таким образом, несмотря на то, что каждое волокно отвечает на стимул по принципу «все или ничего», ПД от всего нерва будет иметь градуальный характер изменения.

ПД, регистрируемый при помощи внеклеточных электродов с седалищного нерва, обладает и другими характеристиками, характерными для потенциала действия во всех возбудимых клетках. Например, для него также характерно наличие периодов абсолютной и относительной рефрактерности (интервалов времени, когда либо никакой, либо только очень сильный стимул может вызвать возникновение потенциала действия), в основе которых лежит инактивация натриевой системы.