Природа потенциала действия, характеристика его фаз. Закон
«Всё или ничего». Изменение возбудимости в процессе возбуждения. Механизм кодирование информации в нервной системе.
При возбуждении клетки на ее мембране генерируются кратковременные изменения мембранного потенциала, которые называют потенциалом действия (ПД].
фазы ПД .
стадия покоя. Эта стадия представлена мембранным потенциалом покоя, который предшествует потенциалу действия. Мембрана во время этой стадии поляризована в связи с наличием отрицательного мембранного потенциала, равного -90 мВ.
Фаза деполяризации. В это время мембрана внезапно становится высокопроницаемой для ионов натрия, позволяя огромному числу положительно заряженных ионов натрия диффундировать внутрь аксона. Нормальное поляризованное состояние в -90 мВ нейтрализуется поступающими внутрь положительно заряженными ионами натрия, в результате потенциал стремительно нарастает в положительном направлении. — продолжается 0,2-0,5 мс.
Фаза реполяризации. В течение нескольких долей миллисекунды после резкого повышения проницаемости мембраны для ионов натрия, натриевые каналы начинают закрываться, а калиевые — открываться. В результате быстрая диффузия ионов калия наружу восстанавливает нормальный отрицательный мембранный потенциал покоя.
фаза следовых потенциалов включает: фазу следовой деполяризации и фазу следовой гиперполяризации. Гиперполяризация — это увеличение разницы мембранного потенциала между наружной и внутренней сторонами мембраны по сравнению с потенциалом покоя, деполяризация — уменьшение мембранного потенциала. Эта фаза в целом длится 2-3 мс.
Длительность
потенциала действия составляет: в нервах
около 1 мс; в нейронах — 2-4 мс; в скелетных
мышцах — около 10-20 мс; в кардиомиоците
— 200-300 мс
Периоду возникновения и развития пика потенциала действия т полное исчезновение возбудимости, получившее название абсолютной рефрактерности. В эту фазу второе раздражение не способно вызвать новый потенциал действия, как бы сильно ни было это раздражение. Длительность абсолютной рефрактерности варьируется.
Вторая фаза относительной рефрактерности. В это время возбудимость постепенно возвращается к первоначальному уровню, имевшемуся до начала первого раздражения. В период относительной рефрактерности нервное или мышечное волокно способно ответить на сильное раздражение, но амплитуда потенциала действия оказывается резко сниженной.
В нервной системе сенсорная информация кодируется путем неимпульсного и импульсного кодирования. Неимпульсное кодирование основано на изменении рецепторного, синаптического или мембранного потенциалов. В его основе лежат процессы, связанные с чувствительностью рецепторов к раздражителю, интенсивностью р-ля, явлениями суммации. (Доминирующий видом в НС) импульсное кодирование, которое осуществляется путем частотного и интервального кодирования. Частотное кодирование происходит за счет количества импульсов в единицу времени, количеством импульсов, следующих последовательно в «пачке», а интервальное — различными временными интервала¬ми между импульсами