3. Современные представления о процессе возбуждения. Потенциал действия, его фазы. Ионные механизмы потенциала действия.

Потенциал действия (ПД) возникает в ответ на достаточное по силе раздражение. ПД – очень быстрый, кратковременный электрический процесс.

В потенциале действия различают пик (спайк) и следовые потенциалы.

Пик ПД представляет собой кратковременную инверсию внутриклеточного потенциала. Он имеет очень быструю восходящую фазу и несколько более медленный спад. Амплитуда пика 110 мВ, т. е. превышает МПП (70 мВ) на 40 мВ. Эту разницу называют овершутом. Вслед за пиком ПД регистрируются значительно более слабые и длительные отрицательный и далее положительный следовой потенциалы.

ПД имеет стандартные амплитуду и временные параметры, не зависящие от силы стимула, вызвавшего данный ПД (правило «все или ничего»).

Потенциал действия – это электрический феномен, возникающий на плазматической мембране.

Механизм потенциала действия. Причиной развития ПД является вызываемое критической деполяризацией мембраны открытие ее натриевых и калиевых каналов. Вход ионов натрия в волокно обеспечивает восходящую фазу пика ПД, т. е. деполяризацию и инверсию потенциала на мембране, а несколько запаздывающий выход ионов калия участвует в создании нисходящей фазы пика – реполяризации.

Быстрый направленный внутрь ток – это натриевый ток. Медленный (задержанный) ионный ток – это калиевый ток.

Активация, деактивация и инактивация ионных каналов. Активация каналов определяется открытием их активационных ворот, а деактивация – закрытием этих же ворот. При длительной деполяризации ток натрия уже через 5 мс исчезает, несмотря на деполяризированное состояние мембраны (ток калия при этом сохраняется). Этот феномен называют инактивацией натриевых каналов. Его связывают с закрытием специальных инактивационных ворот в натриевых каналах.

Инактивация натриевых каналов, т. е. закрытие их инактивационных ворот, развивается вследствие деполяризации, как и активация, но позже, что и делает возможным развитие тока натрия. Инактивация проницаемости натрия – очень важный механизм, который способствует прекращению пика ПД, развитию временной невозбудимости - рефрактерности. Инактивация натриевых каналов устраняется после реполяризации мембраны.

4. Законы раздражения возбудимых тканей. Полярный закон раздражения (Пфлюгер). Изменения мембранного потенциала под анодом и катодом постоянного тока.

Электрическое раздражение нервной клетки – это такое действие на нее электрического тока, которое вызывает ответ в форме потенциала действия.

Полярный закон. Раздражение обеспечивается только деполяризующим внешним током, т. е. внешним током выходящего направления.

Именно такой ток деполяризует мембрану – снижает мембранный потенциал. В случае приложения к объекту двух внешних раздражающих электродов полярный закон гласит: при включении тока раздражение возникает в области катода (здесь ток имеет выходящее направление). Для внутриклеточного раздражения при включении тока необходимо, чтобы внутриклеточный электрод имел положительный знак.