3. Потенциал покоя. Мембранно-ионная теория происхож­дения потенциалов покоя.

Между внутренней и наружной поверхностями клеточной мембраны всегда существует разность электрических потенциалов: наружная поверхность мембраны заряжена положительно, а внутренняя – отрицательно. Разность зарядов между наружной и внутренней поверхностями клеточной мембраны в состоянии физиологического покоя клетки называется потенциалом покоя.

Согласно современной мембранный теории потенциал покоя возникает за счёт пассивного и активного движения ионов через мембрану.

Пассивное движение ионов осуществляется по градиенту концентрации и не требует затрат энергии. В результате пассивного движения ионов натрия и калия по концентрационному градиенту должен был бы наступить момент, когда их концентрации в клетке и внеклеточной жидкости выравнились и разность потенциалов исчезла. Однако этого не происходит, так как в мембране существует специальный молекулярный механизм, который обеспечивает активный перенос ионов натрия и калия сторону их повышенной концентрации. Активный перенос ионов осуществляется в результате деятельности ионного натрий-калиевого насоса. Имеется гипотеза, согласно которой натрий-калиевый насос производит перемещение ионов натрия и калия с помощью специальных молекул переносчиков белковый или белково-липидной природы.

В результате действия натрий-калиевого насоса на каждые три иона натрия, вводимые из клетки, в клетку поступают только два иона калия. Таким образом натрий-калиевый насос выполняет двоякую функцию: во-первых он создает и поддерживает трансмембранный градиент концентрации натрия и калия, и, во- вторых, генерирует разность потенциалов, собирающуюся и потенциалом покоя, создаваемым пассивным движением ионов через мембрану.

4. Потенциал действия. Механизм его происхождения и распространения.

Все клетки возбудимых тканей при действии различных раздражителей достаточной силой способны переходить в состояние возбуждения. Под влиянием раздражения заряд мембраны начинает быстро уменьшаться от нуля и затем вновь появляется, но только с обратным знаком. Происходит перезарядка, или реверсия, заряд мембраны: внутренняя её сторона заряжается положительно, а наружная – отрицательно. Затем вновь восстанавливаются первоначальные заряды мембраны. Пикообразное колебание потенциала, возникающее в результате кратковременный перезарядки мембраны и последующего восстановления её исходного заряда, называется потенциалам действия. Пик потенциала действия связан с процессом возбуждения, он имеет восходящую и нисходящую фазы. Во время восходящей фазы вначале исчезает исходная поляризация мембраны, поэтому её называют фазой деполяризации, затем изменяется знак потенциала – реверсия. Во время нисходящей фазы заряд мембраны возвращается к уровню покоя, её называют реполяризацией.

Следовательно, потенциал действия возникает в результате прохождения ионных потоков через мембрану: движение ионов натрия внутрь клетки приводит к перезарядке мембраны, а выход из клетки ионов калия восстанавливает исходный потенциал покоя. Потоки приблизительно равны по величине, но сдвинуты по времени.