Энергетика бездекрементного проведения пд

Создание потенциалов действия, естественно, требует затраты энергии. Непосредственным источником энергии для этого является заряженная (поляризованная) мембрана нервного волокна. Поляризованная мембрана аналогична заряженному конденсатору, который имеет запас электрической энергии; при деполяризации эта энергия тратится на создание ПД. Однако, чтобы волокно могло пропустить новый сигнал, надо восстановить исходное состояние - поляризовать  мембрану. Это происходит благодаря работе калийнатриевого насоса, который использует энергию АТФ. Поэтому блокаторы АТФ-азы, не нарушая распространения  одиночного импульса, мешают проведению серии таких импульсов. Это может нарушать распространение сигналов в организме, поскольку в большинстве случаев сигналами являются не одиночные импульсы, а серии потенциалов действия. В миэлинизированных волокнах потенциалы действия возникают реже,поэтому потребление энергии в них значительно меньше. Это тоже одно из преимуществ миэлинизиро-ванных волокон.  

Передача сигналов по нервам. Зависимость "стимул-эффект"

Исследование распространения возбуждения  в отдельных нервных волокнах  требует выделения изолированного волокна и применения микроэлектродной техники. Поэтому очень часто в биофизических и физиологических исследованиях изучается проведение возбуждения по целому нерву. Обычная схема опыта такова: на один конец нерва накладывают пару раздражающих электродов, а на другой конец - пару регистрирующих. Разность потенциалов с регистрирующих электродов подаётся через усилитель на осциллограф или самописец. При подаче на раздражающие электроды короткого электрического импульса, возникает бегущий по нерву сдвиг потенциала, являющийся суммой большого числа потенциалов действия отдельных нервных волокон. Когда этот сдвиг потенциала подходит к первому (более близкому к точке раздражения) регистрирующему электроду, потенциал на электроде меняет знак с плюса на минус *; соответственно, луч на экране осциллографа смещается вниз. Через некоторое время импульс подойдёт уже ко второму электроду, а на первом электроде потенциал приблизится к потенциалу покоя. Так как второй электрод подсоединён к противоположной  отклоняющей пластине ЭЛТ, луч на экране отклонится в противоположную сторону, то есть вверх. Таким образом, сдвиг потенциала на экране осциллографа будет представляться состоящим из двух противоположных импульсов; обычно его коротко называют  двухфазным (сделайте рисунок!). Исследования, проведенные по такой методике, показали, что в этом случае закон "всё или ничего" не выполняется. При слабом раздражении регистрируемый сдвиг потенциала мал; по мере увеличения раздражающего стимула эффект, то есть сдвиг потенциала растёт, приближаясь к некоторому характерному для данного нерва постоянному значению (нарисуйте график зависимости "стимул-эффект"!). Причина несоблюдения закона "всё или ничего”ясна: при таком способе регистрации мы фактически измеряем сумму ПД всех составляющих нерв волокон. Эти волокна имеют  разные пороги возбуждения. Поэтому при  слабом стимуле  (раздражителе) ПД возникают лишь  в небольшом числе наиболее чувствительных волокон , имеющих самые низкие пороги; соответственно,  суммарный сдвиг потенциала (регистрируемый эффект) будет небольшим. По мере возрастания стимула число возбуждаемых волокон будет расти, и амплитуда сдвига потенциала тоже будет возрастать. Наконец, при каком-то достаточно большом стимуле ПД будут возникать  во всех волокнах; суммарный сдвиг потенциала в нерве достигнет максимально возможного значения и при дальнейшем нарастании стимула не будет изменяться . Поэтому для нерва в целом  закон "всё или ничего" может не соблюдаться. *  При деполяризации потенциал  цитоплазмы  меняется с минуса на плюс, что регистрируется микроэлектродом. При наложении электрода на нерв  снаружи , как это обычно делается, электрод регистрирует не потенциал цитоплазмы, а  потенциал поверхности клетки по отношению к цитоплазме, который, естественно, имеет противоположный знак.