75. Биопотенциал действия. Механизм его возникновения
Потенциал действия – это электрический импульс, обусловленный изменением ионной проводимости мембраны в связи с распространением по нервам и мышцам волны возбуждений.
Возбуждаемость – это способность клеток к быстрому ответу на раздражение.
Возникновение ПД связано с увеличением проницаемости мембран для ионов натрия и последующим усилением диффузии этих ионов по концентрационному градиенту внутрь клетки, что приводит к изменению (уменьшению) мембранного потенциала или деполяризации мембраны. Уменьшение мембранного потенциала приводит к еще большему увеличению проницаемости мембраны для натрия, а увеличение проницаемости приводит к увеличению диффузии ионов натрия в цитоплазму, что вызывает еще большую деполяризацию. Усиленный поток положительно заряженных ионов натрия внутрь клетки вызывает вначале исчезновение изб. отрицательного заряда на внутренней поверхности мембраны ( фаза деполяризации), а затем приводит к перезарядке мембраны, т.е. наружная поверхность мембраны на участке возбуждения становится отрицательной по отношению к невозбужденному. Эта фаза называется фазой реверсии. Поступление ионов натрия продолжается до тех пор, пока внутренняя поверхность не приобретет положительный заряд, достаточный для уравновешивания градиента концентрации иона натрия и прекращения его перехода внутрь клетки.
Повышенная проницаемость для ионов натрия продолжается 0,5-1мс. Затем усиливается поток ионов калия из клетки, что приводит к восстановлению потенциала покоя на мембране, т.е. ее наружная поверхность приобретает положительный заряд, а внутренняя – отрицательный. Эта фаза называется фазой реполяризации. Она продолжительней фазы деполяризации. Длительность ПД в нервных волокнах 1 мс, в сердечной мышце около 300мс. Величина ПД нерва составляет 100-110мВ, скелетной мышцы – 120мВ.
74. Биопотенциалы покоя. Механизм их возникновения.
Потенциал покоя – это стационарная разность электрических потенциалов, регистрируемых между наружной и внутренней поверхностями мембраны в невозбужденном состоянии.
Потенциал покоя определяется разной концентрацией ионов по разным сторонам мембраны и диффузией ионов через мембрану.
Ходжкин и Катц использовали представления о том, что потенциал покоя является стационарным, т.е. он отражает состояние системы, когда через мембрану непрерывно идут встречные потоки ионов калия, натрия, хлора. Суммарная плотность потока равна сумме плотности положительно заряженных ионов (одновалентных катионов) минус сумма плотности потоков одновалентных анионов: Ф=ФК++ФNa+-ФСl-. В стационарном состоянии суммарная плотность потока равна нулю, т.е. число различных ионов, проходящих через мембрану в ед. времени внутрь клетки, равно числу выходящих из клетки ионов.
Нахождение потенциала покоя для трех ионов (уравнение Гольдмана):
