Механізм утворення та проведення збудження

План

1. Потенціал дії, фази, механізм розвитку, фізіологічна роль. Методи реєстрації ПД.

2. Механізм проведення нервового імпульсу по нервовим волокнам.

В основі зміни мембранного потенціалу при збуджені (тобто в основі формуванні ПД) лежать зміни проникності мембрани, що пов'язані із змінами стану каналів мембрани під впливом подразника.

Подразник зумовлює відкриття активаційних воріт натрієвих каналів і відбувається лавиноподібний вхід Na⁺ в клітину за градієнтом концентрації, це призводить до зменшення надлишку аніонів усередині клітини.

Аніони, які прямують до мембрани за іонами Na, зайти в клітину не можуть. Завдяки цьому різниця потенціалів між зовнішньою та внутрішньою поверхнями мембрани зменшується, а далі й зовсім зникає до «0». Так розвивається фаза деполяризації.

Але вхід іонів Na⁺ в клітину не припиняється й тепер у клітині створюється надлишок позитивних іонів Na⁺, а на її поверхні - надлишок аніонів відбувається перезарядка мембрани - фаза реверсполяризації.

Натрієва активація (стан каналів при відкритих активаційних воротах) швидко змінюється натрієвою інактивацією - закриттям інактиваційних воріт, вхід іонів Na⁺ в клітину при цьому припиняється. Подразник змінює не тільки стан натрієвих каналів, але й стан калієвих каналів, вони також активуються, тобто відкривається додаткова кількість калієвих каналів. Але у часі цей процес розвивається значно повільніше, ніж натрієва активація.

Внаслідок різної швидкості розвитку у часі натрієвої та калієвої активації під впливом подразника, розвиток натрієвої інактивації супроводжується розвитком калієвої активації відкриваються повільні К⁺ канали. Тому, коли іони Na ⁺ перестають входити в клітину, вихід іонів К з неї збільшується (пасивно). Саме це призводить до накопичення «+» зарядів на мембрані, відновлення вихідного МПС, ця фаза називається реполяризація.

Таким чином ,механізм формування ПД полягає в наступному:

- Відкриття і закриття Na⁺, К⁺ каналів під час розвитку ПД відбувається під впливом МП, тому ці канали називають потенціал залежними.

- ПД, порушує іонні градієнти, властиві для спокійної клітини, тому для відновлення іонних градієнтів у фазі реполяризації активується Na⁺-К⁺ насос, який відновлює іонний склад клітини до вихідного рівня.

Таким чином, виникнення ПД, відбувається внаслідок пасивного проходження іонів через мембрану, а відновлення іонних градієнтів Na⁺, К⁺ потребує енергії (АТФ). Спочатку Na⁺ канал викачує Na⁺ назовні, а К ⁺ канал повертає К ⁺ в середину клітини. Це завершує відновлення МПС (- 90 мВ). Дія К⁺ каналу продовжується деякий час, тому К⁺ входить в клітину більше, ніж вийшло, тому виникає різниця між внутрішньою і зовнішньою поверхнями мембрани - 93 - 95 мВ проти 90 мВ - це гіперполяризація, є позитивною частиною слідового потенціалу триває 50 - 300 мс.

Параметрами ПД є:

1.Амплітуда- 100-120 мВ.

2.Протяжність - 1-3 мс в нервових волокнах, в м'язових волокнах він довший (в типових кардіоміоцитах - 300мс. Фізіологічна роль ПД полягає в тому, що він забезпечує збудження клітини та передачу цього збудження на інші клітини, а також підтримку чи активацію у збудливих клітинах специфічних функцій.