Потенциал действия.

Показатель возбудимости – порого раздражения.

Порог раздражения - это та наименьшая величина раздражителя, которая способна вызывать возбуждение. Чем ниже порог, тем выше возбудимость и наоборот.

Раздражитель – фактор окружающей или внутренней среды, изменяющий состояние возбудимых структур.

Раздражители могут быть:

1. Адекватные(специфические)

2. Неадекватные (неспецифические)

Адекватный – раздражитель, действующий на биологическую структуру, специально приспособленную для взаимодействия с ним.

Неадекватный – раздражитель, действующий на биологическую структуру, специально не приспособленную для его восприятия.

Порог раздражения для неадекватных раздражителей всегда несоизмеримо больше, чем для адекватных.

В физиологическом эксперименте широко используются различные раздражители, но наиболее удобно раздражение электрическим током:

• действуют при малой силе (не вредит)

• можно быстро начать и прекратить

• легко дозировать по силе, длительности, ритму.

В потенциале действия (ПД) различают пик и следовые потенциалы. Восходящая часть пика – деполяризация, нисходящая – реполяризация.

ОВЕРШУТ – перезарядка мембраны или перескок – основная причина распространения возбуждения.

Именно эти овершуты, перескоки ПД и регистрировал в своих экспериментах Эмиль Дюбуа Реймон.

СЛЕДОВЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ:

1. Отрицательный следовый потенциал (следовая деполяризация);

2. Положительный следовый потенциал (следовая гиперполяризация).

Амплитуда потенциала действия:

Нервные клетки 110 –100 мВ

Скелетные и сердечные мышцы 110 – 120 мВ.

Продолжительность потенциалов действия:

Нервные клетки 1 –2 мс

Скелетные мышцы 3 – 5 мс

Мышцы сердца 50 –600 мс.

Если потенциал покоя присущ всем живым клеткам без исключения, то потенциал действия характерен в основном для нервных и мышечных клеток.

ПД – электрофизиологический показатель возникновения процесса возбуждения; - обеспечивает распространение возбуждения по мембранам нервных и мышечных клеток (обладает способностью к самораспространению).

Местное возбуждение (локальный ответ):

1. Ответ на допороговые раздражители

2. Медленная деполяризация

3. Амплитуда 20 мВ

4. Способность к суммации

5. На высоте возбуждения возбудимость повышена

6. Зависимость от силы раздражителя или от квантов медиатора (градуальная деполяризация)

7. Не подчиняется закону “все или ничего”

8. Нет специфической реакции.

Распространяющееся возбуждение (потенциал действия):

1. Ответ на пороговые и сверхпороговые стимулы

2. Быстрая деполяризация

3. Амплитуда 100 – 120 мВ

4. Суммация невозможна

5. На высоте возбуждения возбудимость отсутствует

6. Подчиняется закону “все или ничего”

7. Вызывает специфическую реакцию.

Ионный механизм потенциала действия.

Возникновение ПД связано с изменением проницаемости клеточной мембраны при ее возбуждении. При снижении мембранного потенциаладо некоторого критического уровня открываются натриевые каналы и ионы натрия по градиенту концентрации, без затрат энергии устремляются внутрь клетки, обусловливая фазу деполяризации потенциала действия. Уровень мембранного потенциала падает до нуля, а затем происходит перезарядка мембраны (овершут).

Деполяризация и увеличение входа ионов натрия после достижения уровня критической деполяризации взаимообусловлены. Чем больше деполяризация, тем больше проницаемость для натрия. Чем больше натрия входит в клетку, тем больше деполяризация.

Этот лавинообразный поток ионов натрия внутрь клетки продолжается до момента перезарядки мембраны. Во время овершута (перескока) наступает резкое снижение проницаемости для натрия (натриевая инактивация), но резко увеличивается проницаемость мембраны для ионов калия, которые по градиенту концентрации без затрат энергии, выходят из клетки, компенсируя вошедшие положительно заряженные ионы натрия и обусловливая возвращение мембранного потенциала на исходный уровень (фаза реполяризации).

Таким образом, по заряду (потенциалу) клетка вернулась на исходный уровень, а ионный состав ее нарушен. Внутри увеличилось количество ионов натрия, а снаружи увеличилось количество ионов калия. Это именно та ситуация, когда натриевый насос работает наиболее активно, восстанавливая ионное равновесие (точнее ионное неравновесие) клетки.

Порог раздражения - та критическая величина деполяризации клеточной мембраны, при котором активируется перенос ионов натрия внутрь клетки.

Возникновение потенциала действия связано в основном с движением ионов натрия внутрь. Поэтому ПД считают “натриевым потенциалом”, в отличие от потенциала покоя, который считается в основном “калиевым”.

В тканях и органах потенциалы действия отдельных, синхронно или асинхронно работающих клеток могут суммироваться с помощью специальных приборов (внеклеточная регистрация):

• электрокардиография

• электромиография

• электроэнцефалография

• электрогастрография.

Суммарные биопотенциалы различных органов отражают их функциональное состояние.

ЗАКОНЫ РАЗДРАЖЕНИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ.